Вячеслав Дубынин

Мозг и его потребности. От питания до признания

Издательство благодарит Культурно-просветительский центр «Архэ» за помощь в подготовке издания

Научный редактор Ольга Сварник, канд. психол. наук

Редактор Елена Павликова

Издатель П. Подкосов

Руководитель проекта А. Шувалова

Художественное оформление и макет Ю. Буга

Корректоры И. Астапкина, Е. Сметанникова

Компьютерная верстка М. Поташкин

Иллюстрация на обложке Shutterstock.com

© Дубынин В., 2020

© ООО «Альпина нон-фикшн», 2021

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

⁂

Предисловие

Добрый день, дорогие читатели, спасибо, что открыли эту книгу.

Данный факт сам по себе уже означает, что труд автора не пропал даром и созданный им текст вызвал как минимум любопытство.

Кстати, по ходу повествования тема любопытства станет одной из главных, ей будет посвящен особый раздел. Ведь стремление удивляться, узнавать новое – важнейшая врожденная программа, вложенная эволюцией в наш мозг – наряду с голодом и жаждой, страхом и агрессией, стремлением к размножению, заботе о потомстве, свободе и еще примерно десятком групп «биологических потребностей». Эти группы мы и будем последовательно, глава за главой, рассматривать.

Почему именно потребности? Мое глубокое убеждение состоит в том, что данная сфера работы нервной системы – основа основ психической деятельности. Потребности, постоянно сменяя друг друга, создают тот источник энергии, который подталкивает сначала ребенка, а потом и взрослого совершать что-то, шевелить руками, ногами и «извилинами» для достижения определенной цели. Параллельно возникают эмоции, обусловленные успехом либо неудачей поведения. И на фоне этих эмоций наш мозг учится, запоминая эффективные пути к удовлетворению потребностей.

Биологические потребности – основа как сиюминутных, так и долгосрочных планов каждого из нас, двигатель истории, науки, искусства. Они – фундамент экономики человечества: люди продают и покупают еду, безопасность, новизну, стремление быть лучше других, понравиться партнеру.

Группы безусловных рефлексов, о которых в начале ХХ века писал Иван Петрович Павлов[[1] ], и то, что в психологии относят к области «бессознательного», – все это в значительной степени пересекается со сферой биологических потребностей. Каждому человеку необходимо знать хотя бы их базовый список: это позволит существовать более осознанно, четче видеть те физиологические «ловушки», которые древняя природа Homo sapiens разбросала по полю нашей жизни. И еще очень важно почувствовать, какие потребности именно для вас конкретно наиболее значимы – ведь как раз они и будут создавать тот «драйв», который позволяет достичь высот в избранной профессии, проявить и раскрыть личную одаренность.

Автор данной книги – физиолог и нейробиолог; не психолог, не медик. В связи с этим текст, который читатель держит в руках, посвящен изложению, прежде всего, общих принципов работы мозга и организации поведения. Его не следует рассматривать с точки зрения рекомендаций вести себя так или иначе в определенных жизненных ситуациях; не стоит искать описания и диагностику определенных расстройств и заболеваний, и уж тем более он не подразумевает доминирующее значение биологического в конкретном поведении конкретного человека. На то нам и даны способности мышления и сознания, чтобы сказать «нет» поведенческим программам, генерируемым чрезмерно активными по той или иной причине центрами биологических потребностей.

Мое первое серьезное знакомство с нейробиологией потребностей, мотиваций, эмоций произошло в начале 1980-х годов, когда нам, студентам кафедры высшей нервной деятельности биологического факультета МГУ, читал курс лекций академик АН СССР Павел Васильевич Симонов[[2] ]. Выдающийся ученый, мыслитель, создатель собственной научной школы, он предложил классификацию потребностей, которая актуальна и сейчас и на которую во многом опирается данная книга. А еще через десять лет я стал сотрудником кафедры физиологии человека и животных биофака МГУ. Ею на тот момент заведовал академик РАМН Игорь Петрович Ашмарин[[3] ]. Именно он привлек меня к изучению медиаторных основ потребностей, и ему я обязан интересом к поиску фармакологических «рычагов», способных влиять на соответствующие мозговые центры.

Параллельно с научной работой я как преподаватель МГУ (и не только МГУ) читаю многочисленные лекции, посвященные принципам деятельности мозга. В какой-то момент, а если точнее, осенью 2015 года темы, относящиеся к нейробиологии потребностей, удалось выделить в компактный, состоящий из 12 лекций курс. Именно этот курс и лег в основу предлагаемой вашему вниманию книги. Инициатором процесса выступило издательство «Альпина нон-фикшн» и его генеральный директор Павел Подкосов. Несколько месяцев я регулярно получал от них письма об актуальности и востребованности соответствующего научно-популярного опуса. В итоге мы достигли соглашения, и началась работа над книгой. Ситуацию облегчало то, что курс изначально был задуман как «несложный» – читаемый для студентов любых факультетов МГУ, пожелавших на него записаться. В рамках современных образовательных программ это называется «курс по выбору».

Очень важный вклад на начальной стадии процесса внесла сотрудница культурно-образовательной платформы «Архэ» Любовь Паршина, которая превратила аудиозаписи лекций в текст, набранный на компьютере и синхронизированный с иллюстрациями. Люба, огромное спасибо и всяческих удач!

Затем начались мои личные мучения. Я, конечно, прекрасно знал, что разговорный русский отличается от книжного, за последние годы отредактировав немало собственных интервью. Но интервью маленькие, а тут 12 глав суммарным объемом примерно в 500 страниц. И каждая страница – это час-два, а то и больше редактуры, правки, проверки ссылок на научные статьи. Так что в этом месте я выражаю огромную признательность родным и близким, которые терпели мое просиживание за компьютером ночами, в выходные, во время коротких отпусков.

Когда же текст был вчерне готов, в дело вступила Елена Павликова, опытнейший редактор и нейробиолог по образованию, выпускница СПбГУ, мой давний друг. Она серьезно поработала не только с языком, но и структурой книги, свежим взглядом обозрев то, что мне порой казалось банальным (а нужно бы пояснить!), доступным для понимания без дополнительных комментариев (а нужно бы расшифровать!), относящимся к тексту той или иной главы («Давай уберем этот абзац, оставим его для следующей книги, здесь данная тема нарушает логику повествования»). Лена, миллион спасибо, прекрасно, что ты согласилась участвовать в этом проекте.

Наконец, бесценен вклад научного редактора книги Ольги Сварник. Сама будучи известным и активно работающим ученым, преподавателем, популяризатором, она нашла время и силы для анализа и критики моего стиля изложения, подбора и интерпретации фактов, а порой – избыточно смелых обобщений. Критики доброжелательной и конструктивной, несмотря на некоторые концептуальные расхождения в понимании принципов функционирования мозга. Ольга, те две сотни замечаний, которые были Вами сделаны, – это важнейший «взгляд со стороны» специалиста и коллеги, и Ваше итоговое одобрение данного научно-популярного творения для меня чрезвычайно значимо. Что же получилось в результате? Двенадцать лекций курса в измененном (порой расширенном, порой сокращенном) виде превратились в 12 глав книги. Первая из них носит вводный характер, и, если вы уже что-то знаете о принципах строения и функционирования мозга, ее можно пролистать «по диагонали». Затем идут 10 глав, посвященных конкретным потребностям. Все начинается с относительно простой, но очень актуальной истории о центрах голода. Затем – любопытство и страх, половое и родительское поведение. Особая глава посвящена подражанию – зеркальному принципу работы нейросетей. Во второй половине книги рассматриваются агрессия, стремление лидировать, быть свободным, двигаться и др. Довольно подробно разбирается вегетативная сфера – способность нервной системы управлять внутренними органами (часто в обход сознания, но на благо нашему здоровью). Последняя глава носит обобщающий характер. В частности, в ней суммируется и систематизируется рассеянная по всему тексту информация об участии в генерации потребностей и эмоций конкретных молекул-нейромедиаторов – дофамина, опиоидных пептидов, норадреналина и др., а также похожих на них соединений, нередко обладающих наркотикоподобными свойствами.

Желаю приятного чтения и не могу не отметить, что предлагаемый текст – только приоткрытая дверь в мир нейронаук и нейробиологии, в сферу знакомства, сотрудничества и дружбы с собственным организмом. Он у каждого из нас один-единственный, и сознание, личность человека, по сути, программа-пользователь, установленная на «железо» нервной системы. Давайте же будем квалифицированными пользователями, знающими сильные и слабые свойства собственного уникального мозга, и пусть это сделает нашу жизнь более долгой, эффективной и счастливой.

Искренне ваш,

Вячеслав Дубынин

Глава 1. Общие принципы строения и работы мозга. Классификация потребностей

На что похож наш мозг?

Мозг – очень сложно устроенный орган, и во все эпохи люди, понимая важность мозга и нервной системы в целом, пытались их с чем-то сравнить. Как правило, сравнение происходило с какими-то сложными, техническими наиболее передовыми объектами, которые человечество придумало на тот момент.

Например, Декарт в XVII веке сравнивал мозг со сложной механической и пневматической системой, где имеются различные рычаги, баллоны с газом и т. д. В XIX веке мозг пытались уподобить телефонной станции, потому что в нем есть структуры, похожие на провода, присутствует связь центра и периферии, а внутри ведутся постоянные «разговоры». Сейчас мы в основном сравниваем мозг с компьютером, это достаточно удобная аналогия, хотя и она не совсем точная и полная.

В первом приближении мозг с компьютером можно сопоставить на уровне глобальных функциональных блоков. Так, у нас в голове есть «центральный процессор» – высшие зоны коры больших полушарий, и в компьютере он тоже имеется. К высшим зонам относятся те области коры больших полушарий, которые занимаются мышлением, принятием решений. Для того чтобы центральный процессор работал, ему нужны дополнительные вычислительные устройства, которые находятся на входе и выходе, и мы обнаруживаем их как в компьютере, так и в мозге. Устройства ввода – клавиатура, микрофон, видеокамера – передают сигналы внутрь компьютера. А у человека это делают разнообразные сенсорные системы.

Или, например, блоки памяти. В компьютере присутствуют устройства, которые удерживают информацию на короткое либо длительное время, то есть память оперативная и та, что надежно сохраняется на винчестере. У нас тоже имеются кратковременная и долговременная память, хотя за них отвечают не столько разные отделы мозга, сколько различные процессы, происходящие на уровне отдельных нервных клеток.

Компьютерному блоку питания в нашем мозге соответствуют центры сна и бодрствования. И хотя блок питания не очень сложный, но, если он сломается, компьютер работать не будет. Человек же при повреждении этого очень небольшого по объему центра впадает в коматозное состояние.

Огромную роль в работе нашего мозга играют центры потребностей. В функционировании компьютера они не так явно себя обнаруживают. Хотя современные компьютеры все же умеют заявлять о своих «потребностях». Компьютер может сообщить нам тем или иным способом: «Кончается заряд аккумулятора, подключи меня к сети», или «Пришла почта, посмотри», или «Не пора ли обновить антивирусную программу?». Можно легко представить ситуацию, когда, услышав, как хозяин вошел в квартиру, ваш ноутбук включается и говорит: «Не хочешь ли поиграть?», или «Тут интересный фильм появился», или еще что-то. То есть активно себя ведет, навязывая хозяину те или иные реакции.

Кроме того, и в компьютере, и в мозге есть устройства вывода – блоки, направленные вовне. В компьютере это принтер или дисплей, а в нашем организме – мышцы и внутренние органы. Когда мозг что-то делает, в том числе ищет пути удовлетворения той или иной потребности, то, соответственно, мы шевелим руками и ногами. А наше сердце, кишечник, почки, легкие работают для того, чтобы все эти движения были обеспечены кислородом, глюкозой и прочим… Все это работает, чтобы мы жили долго и по возможности счастливо.

Если копнуть чуть глубже, мы видим, что компьютер состоит из микрочипов, а мозг – из нейронов и расположенных между ними вспомогательных (глиальных) клеток. Нейроны (нервные клетки) и микрочипы – это примерно один уровень организации. Нам важны нейроны, поэтому поговорим о них подробнее.

Нервная клетка (рис. 1.1, слева) – это ветвистое образование, у которого есть центральная часть, ее называют сомой; в соме находится ядро и различные органоиды. От центральной части отходят два типа отростков: дендриты и аксоны (дендро – «ветвь», аксо – «ось»). Дендриты – сильно ветвящиеся отростки, которых обычно несколько, они находятся на входе в нейрон и воспринимают информацию. Аксон у нейрона всегда один, он проводит сигналы к следующим клеткам. В итоге нейроны образуют цепи, или сети, по которым передается информация.

Рис. 1.1. Вверху слева: нейрон; вверху справа: синапс. Внизу: пример нейронной сети

Наша память, эмоции, то, что мы воспринимаем во внешней среде, то, что направляется к мышцам и внутренним органам, – все это имеет форму распространения электрических импульсов по нервным сетям.

Когда мы смотрим на первый уровень работы мозга, то видим, что мозг – это электрическая машина, и здесь сходство с компьютером совершенно потрясающее.

Всем известно, что в компьютере существует двоичная система, когда с помощью ступенек тока кодируется все, что компьютер делает. Оказывается, и в нашем мозге используется очень похожий принцип, только ступеньки не прямоугольные, как в компьютере, а скорее треугольные (еще точнее, схожие с половинкой синусоиды), они называются потенциалы действия и бегут по аксонам и дендритам. Эти импульсы кодируют чувства, сенсорные переживания, мысли, будущие движения. Ступеньки тока примерно одинаковы во всех отделах мозга, и важно только место, где они возникают. Если подключиться к правильному месту мозга и подавать подобные импульсы, можно вызывать у человека, например, эйфорию или зрительную иллюзию, или запустить определенное движение. Этим, собственно, и занимаются специалисты, которые протезируют пациентам конечности или органы чувств.

Если мы начнем сравнивать мозг с компьютером в деталях, то обнаружится весьма обидная ситуация: в вычислительной машине упомянутые ступеньки тока генерируются по несколько миллиардов за секунду (гигагерцы), а рабочая частота большинства нейронов нашего мозга составляет примерно 50–100 Гц. Получается, что в нервной системе по каждому аксону за единицу времени передается очень мало информации. Вдобавок происходит это чрезвычайно медленно. В компьютерах сигналы распространяются, как говорят нам физики, со скоростью, составляющей примерно половину от скорости света, а у нас максимальная скорость 100–120 м/с, это очень мало.

У такого большого существа, как человек, пока импульс от кожи пальца добежит до спинного мозга, переработается там и вернется обратно, появляется явная задержка во времени, и палец при этом может, например, вполне чувствительно пострадать. Если бы у нас по нервам информация шла со скоростью света, мы бы вообще не обжигались. Мы бы настолько быстро реагировали, что в тот момент, когда палец прикасался к горячей сковородке, рука бы сразу же отдергивалась. Но скорость 100 м/с дает задержку при проведении импульсов по руке порядка 20 м/с, и за это время палец повреждается – спасибо, что не сгорает дотла.

Эволюция честно пыталась создать максимально «быстрые» аксоны, но смогла только такие. И это тоже победа, так как скорость проведения импульсов по нервам у примитивных беспозвоночных не превышает 1 м/с.

Мозг как химическая конструкция

Если копнуть еще глубже, то мы увидим, что мозг – не только электрическая машина, но и химическая конструкция. В ней огромную роль играют так называемые синапсы – контакты между нервными клетками. Как правило, аксоны нейрона дотягиваются до следующей клетки.

Пока информация находится внутри нейрона, она передается в электрической форме в виде импульсов. Но когда приходит время переходить к следующей клетке, информация передается в химической форме в виде особых веществ – медиаторов, и это очень интересно.

Получается чередование: в нейроне – электричество, между нейронами – химия. Потом опять электричество и опять химия. Это чередование химической и электрической передачи – важный базовый принцип работы мозга.

Именно на химическом уровне нам гораздо легче влиять на работу и состояние нервной системы. Если мы знаем, какие вещества выделяются в синапсах (а наука это уже неплохо знает), мы можем вводить молекулы, похожие на них, или, например, мешающие им работать. Этим мы серьезно воздействуем на функции мозга: изменяем баланс между возбуждением и торможением, влияем на память, эмоции. Подавляющее большинство веществ, которые воздействуют на мозг: лекарства, яды или наркотические препараты, – похожи на химические соединения, выделяющиеся в синапсах. Соединения эти называются медиаторами, и они являются посредниками между клетками. Синапсы очень важны для работы мозга!

На рис. 1.1 справа крупно изображен синапс. Внутри окончания аксона находятся синаптические пузырьки – мембранные пузырьки, которые содержат медиатор. Логика работы синапса следующая: сначала по мембране нервной клетки пробегает электрический импульс, он называется потенциал действия; этот импульс запускает движение пузырьков с медиатором в сторону следующей клетки. Дальше пузырьки доходят до окончания аксонов, лопаются, медиатор попадает в узкую щель между аксоном и ближайшей клеткой (она называется синаптическая щель) и влияет на следующую клетку. Это влияние означает, что на мембране следующей клетки сидят особые белки, они выполняют функцию кнопок, а медиатор – это палец, который нажимает на эти кнопки. После того как медиатор нажал на эти белковые кнопки, следующая клетка может возбудиться, и тогда на ней возникнет импульс и побежит дальше. Это означает, что некий кусочек информации будет передаваться дальше.

Бывают и обратные ситуации, когда нажатие на «кнопку» тормозит следующую клетку, и такая клетка на некоторое время перестает передавать сигналы. Это тоже важно.

В нервной системе человека все время сосуществуют и конкурируют два принципа, все время решаются две задачи. Одна задача – это передавать информацию, а вторая – не передавать лишнюю информацию.

То и другое очень важно, поэтому соответственно есть механизмы передачи импульса на следующие клетки и есть механизмы блокады такой передачи. Медиаторы, выделяющиеся в конкретных синапсах, по своим эффектам делятся на две большие группы: возбуждающие и тормозные.

Возбуждающие – те, которые заставляют следующую клетку работать, генерировать импульсы, а тормозные – те, которые мешают следующей клетке проводить, как правило, ненужную информацию.

Важнейшие медиаторы – глутаминовая кислота и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).

Глутаминовая кислота, или глутамат, одновременно известна как вкусовая добавка. Тот самый глутамат, который улучшает вкус, в мозге работает как важнейший медиатор. Глутаминовую кислоту в качестве медиатора используют не менее 40–50 % нервных клеток. За счет выделения этого вещества передаются сенсорные сигналы, работает память, центры мышления и принятия решений. Двигательные программы, пока они не дошли до мышц, также зависят от выделения глутамата.

ГАМК – гамма-аминомасляную кислоту – в качестве медиаторов, судя по всему, использует не менее трети нейронов. Это вещество мешает проводить лишние сигналы и сдерживает шум в нервной системе, блокируя ненужные информационные потоки, мешающие обработке информации. Эта задача не менее важная, чем проведение сигналов. Наш мозг хорошо работает не тогда, когда много нейронов возбуждено, а когда возбуждены правильные нейроны и их – в идеале – небольшое количество.

Есть популярный вопрос, его очень любят задавать: «В мозге в каждый момент времени активно функционирует всего 10 % нейронов. Как сделать так, чтобы больше работало?» Многие считают, что чем больше, тем лучше. Они ошибаются. На самом деле если импульсы начнут генерировать слишком много нервных клеток, то возникнет перевозбуждение или даже вовсе – эпилептический припадок.

Хорошо работающий мозг – это не мозг, который активировал все клетки, а мозг, который активировал правильные клетки. Тормозить шумящие нейроны – очень важная задача, и ГАМК эту задачу решает.

Мы сейчас кратко познакомились с двумя главными игроками: с возбуждением и торможением. В дальнейшем о них не будет часто упоминаться, нас больше будут интересовать медиаторы второго уровня – медиаторы, которые отвечают за эмоции, мотивации и потребности. Эти медиаторы прежде всего генерируют позитивные эмоциональные переживания в те моменты, когда человеку удается – с точки зрения нашей биологии – совершить что-то хорошее.

Например, вы поели, или узнали что-то новое, или благополучно убежали от опасности – вот в эти моменты при возникновении эмоциональных переживаний в нашем мозге выделяются другие, не менее важные медиаторы. Главные из них – дофамин, норадреналин и эндорфины. На самом деле список этих медиаторов гораздо больше. Медиаторов, связанных с удовлетворением потребностей и положительными эмоциями, около десятка, и мы постепенно будем с ними знакомиться.

Иногда нейрон сравнивают с чипом компьютера, причем весьма сложным, потому что на нервной клетке в среднем сходится около 3000–5000 синапсов. Каждый нейрон одновременно получает информацию по нескольким тысячам каналов. Причем часть этих каналов – возбуждающие, часть – тормозные, и нейрон принимает решение о том, проводить сигнал дальше или не проводить. Все это складывается в весьма сложную картину. Отдельные чипы-нейроны собираются в вычислительные центры, занимающиеся дыханием, реакцией на звук, кратковременной памятью.

В таком случае мозг можно сравнить с огромным компьютерным центром, в котором тысячи отдельных вычислительных устройств сложным образом взаимодействуют друг с другом.

Сколько вообще в нашем мозге нейронов? Обычно дают цифру: 90–100 млрд. Цифра впечатляющая – попробуйте этот самый миллиард представить. Это гораздо больше, чем жителей на планете Земля. Каждый нейрон связан в среднем с 3000–5000 других нейронов. Представьте себе 100 млрд абонентов сети, каждый из которых одновременно общается с 5000 других абонентов.

Получается, что сложность информационных потоков в нашей голове сравнима, наверное, со всем интернетом. Эти процессы еще предстоит серьезно изучать. Наука, вся наша современная техника только начали разбираться в мозге, в нейросетях. Какие-то глобальные изменения в мозге мы видим хорошо, а над пониманием тонкостей передачи информации в нейросетях еще предстоит усердно поработать.

При этом клетки мозга очень маленькие, наиболее частый размер тела нейрона 0,03–0,05 мм. Общеизвестно, что средний вес мозга человека – 1300 граммов. У мужчин, примерно на 100 граммов тяжелее, у женщин легче. Когда это впервые выяснили, мужская часть населения ужасно загордилась. Но потом в процессе изучения обнаружилось, что не все так просто. Дело в том, что помимо нейронов в нервной ткани содержатся еще и так называемые глиальные клетки. Это особые вспомогательные клетки, которые расположены вокруг нейронов. Они защищают нейроны от ударов, следят за химическим составом межклеточной среды, обеспечивают электрическую изоляцию и еще много чего. Оказалось, в том, что мужской мозг больше весит, «виноваты» в основном глиальные клетки. Нейронов у мужчин и женщин примерно одинаково – 85–90 млрд (хотя существует еще и связь между массой мозга и общей массой тела), и эта цифра гораздо стабильнее, чем общий вес нервной системы. Однако мужской мозг лучше «упакован», лучше защищен от ударов по голове. Это логично, мужчины, очевидно, вели более суровый образ жизни, когда охотились за мамонтами или доказывали один другому, что именно он – вожак племени… Женский мозг в этом смысле более «нежный, трепетный», он не рассчитан на грубое обращение.

Львиная доля тел наших нейронов находится в головном и спинном мозге, но, кроме того, у нас по организму раскидано более сотни маленьких мозгов, которые называются ганглии. Там тоже есть нейроны, часть из которых отвечает за разнообразную чувствительность (за сенсорные сигналы), а часть работает с внутренними органами. Ганглии, конечно, подчиняются головному и спинному мозгу. Из ганглиев, из головного и спинного мозга выходят нервные отростки – аксоны и дендриты, они собираются в нервы, которые работают с нашими мышцами и органами. В нервах часто сосуществуют встречные информационные потоки, часть из которых от органов чувств идет в мозг, а часть направляется к эффекторным системам – к мышцам и внутренним органам.

Уточним, что когда аксон направляется к следующей клетке, то этой клеткой может быть нейрон, а может быть мышечная клетка, может быть клетка сердца или кишечника. То есть синапсы бывают не только внутри мозга, но и, например, между нейроном и мышцей, между нейроном и внутренним органом.

С точки зрения цитологов – ученых, которые занимаются внутренним строением клетки, нейрон, в общем, вполне стандартная клетка. Внешне он, конечно, необычно выглядит из-за многочисленных отростков, а внутри такие же, как и в других клетках, структуры: ядро, митохондрии, рибосомы. И обмен веществ в нейронах вполне стандартный. Но важно знать, что нейроны потребляют много энергии. По количеству потребляемой энергии мозг, его нейроны занимают первое место, ему нужно больше всего глюкозы и кислорода на 1 грамм веса. Поэтому, если что-то случается с глюкозой или кислородом, именно мозг первым повреждается. Второе место по потреблению энергии занимают почки, третье – сердце, но мозг все равно лидер по интенсивности обмена веществ.

Нервные клетки поодиночке, конечно, не работают. Для того чтобы даже самые простые функции организовать, они должны собираться в цепи и сети (взаимно пересекающиеся и порой «зацикленные» совокупности нейронных цепей).

Нейронные сети

Изображенная в нижней части рис. 1.1 нейронная сеть состоит всего из пяти нервных клеток, и если вспомнить, что дендриты принимают информацию, а аксоны передают, то становится ясно, в какую сторону по этой сети идут сигналы. Они идут от нейрона 1, он на входе, дальше к нейронам 2 и 3, а от них уже к нейронам 4 и 5, которые в итоге передают возбуждение на мышцы (6) и на внутренние органы (7).

Нейроны, которые изображены на схеме, относятся к четырем функциональным группам. Те, которые находятся на входе в нейросеть, как правило, связаны с органами чувств, их называют сенсорные. Они ощущают прикосновения или, например, улавливают запах.

Нейроны, которые расположены на выходе, – это мотонейроны (двигательные нейроны) и вегетативные нейроны. Первые из них запускают сокращение мышц, и любое наше мышечное сокращение начинается с импульса, возникшего в мотонейронах. Вегетативные нейроны работают с внутренними органами, такими как сердце, сосуды, кишечник, бронхи. Важная разница между мотонейронами и вегетативными нейронами состоит в том, что мотонейронами мы умеем управлять произвольно, а вегетативными, как правило, нет. Эволюция не дала сознанию вход в эту часть нейросети.

Если вспомнить аналогию мозга и компьютерного центра, то получается, что наше сознание – это пользователь, который постоянно имеет дело с тысячами компьютеров. Некоторыми из них он может управлять; другие просто видит и может понять, что они работают, а пароля у него нет. Например, сердце может биться чаще или реже. Волевым усилием, без долголетней йоговской тренировки, человек не может этим управлять. Каждый, наверное, знает, что почувствовать сердцебиение можно, а изменить крайне непросто. Наконец, в нашем «компьютерном центре» есть такие вычислительные устройства, которые явно что-то делают, но сознание вообще не в курсе специфики их активности. Это относится, например, к выделению гормонов. Данной функцией занимается та часть головного мозга, которая называется гипоталамус. Но наше сознание (центры коры больших полушарий) совершенно не отслеживает этот процесс. Возьмем гормон роста. Он выделяется под контролем гипоталамуса, но волевым усилием еще ни одному йогу не удалось вырасти хотя бы на 10 сантиметров. Существование закрытых от сознания «компьютеров» связано с тем, что соответствующие блоки мозга отвечают за нечто столь важное, что сознанию туда нельзя влезать, иначе можно наломать дров. Наш сознательный контроль умеет отслеживать только часть нервных процессов. Мы можем контролировать прежде всего движения, мысли, отчасти – эмоции, но в вегетативную сферу сознанию вход затруднен.

Вернемся к схеме нейросети. Нейроны 2 и 3 – промежуточные нервные клетки (интернейроны), и они в этом ансамбле главные. От них зависит, пойдет ли сигнал «на выход» и вызовет ли, скажем, прикосновение, какую-нибудь реакцию. Именно интернейроны принимают решение о запуске реакций, они же отвечают за такое свойство, как память. В мозге больше всего именно этих клеток, которые связывают вход и выход. В сложном мозге типа человеческого 95 % промежуточных клеток, а на входе и выходе, соответственно, не более 5 % нейронов.

Промежуточные клетки способны обмениваться между собой информацией: на нашей схеме отросток аксона, принадлежащий клетке 2, идет к клетке 3. Следовательно, даже сеть, состоящая всего из пяти нейронов, способна к весьма разнообразным операциям. А если это не 5 нейронов, а 500 или 5 млн? Здесь информационные потоки могут возникать самые разные, очень сложные и интересные, непредсказуемые. Поэтому наш мозг сравнивают не просто с компьютером, а с шумящим компьютером. Это в компьютере всегда 5 × 5 = 25, а у нашего мозга иногда 24, а иногда 27, и это правильно.

Мозг должен «шуметь». Он должен генерировать в определенной степени стохастическое, случайное поведение. Это эволюционно выгодно.

Если бы заяц всегда убегал от лисы предсказуемо, то такого зайца быстро бы поймали и съели. Важна именно непредсказуемость, нужно, чтобы заяц бежал иногда вправо, иногда влево. Это биологически верно, и в итоге наш мозг сделан не для того, чтобы работать с точными цифрами, как компьютер, а для того, чтобы пытаться заглянуть в будущее и так разнообразить поведение, чтобы удовлетворить свои потребности и выжить.

Знания о медиаторах – о тех веществах, которые выделяются в синапсах, – лежат в основе современной психофармакологии. В следующих главах книги будут рассмотрены функции различных медиаторов. Их изучением и занимается наука психофармакология.

Для понимания основной темы книги – мозг и потребности – необходимо перейти на следующий уровень – макроанатомию мозга. Материал о центральной нервной системе, которая состоит из головного мозга и спинного мозга, обычно проходят в школьной программе. Но, так как не каждый взрослый человек помнит о том, что он слышал в школе, кратко повторим строение центральной нервной системы (ЦНС).

Для понимания работы мозга и его центров нам потребуется в первую очередь знание о гипоталамусе, базальных ганглиях, среднем мозге, коре больших полушарий.

Строение мозга. Макроанатомия мозга

Центральная нервная система (ЦНС) – это головной мозг плюс спинной мозг. Головной находится внутри черепа, а спинной идет внутри позвоночника. Устройство спинного мозга в сравнении с головным существенно проще.

Спинной мозг

Наше тело от шеи до копчика делится на 31 этаж, и спинной мозг делится на 31 сегмент. Каждому сегменту примерно соответствует один позвонок, то есть и на уровне скелета все сегментировано. За сегментацию отвечают особые гены, включающиеся на очень ранней стадии развития эмбриона.

Каждый сегмент спинного мозга работает со своим этажом тела. Это значит: получает кожно-болевую чувствительность, управляет мышцами и внутренними органами. На этом уровне мы весьма похожи на дождевого червяка или гусеницу бабочки. Только у гусеницы сегменты видны очень четко, а у нас хоть и не видны, но действительно существуют.

Выделяют восемь шейных сегментов (шея, руки, дыхание), двенадцать грудных («этажи» грудной и брюшной полостей, мышцы туловища), пять поясничных сегментов (ноги) и шесть крестцово-копчиковых (область таза). Если, например, сместился шестой грудной позвонок относительно седьмого, он передавит те нервы, которые выходят из шестого грудного сегмента спинного мозга. Что может произойти дальше? Человек ощутит боль где-нибудь в районе ребер, и эта боль будет связана не с реальным повреждением, а с тем, что спинной мозг плохо передает сигналы. А еще может ухудшиться работа сердца или кишечника…

Когда врачи говорят, что половина болезней от позвоночника, они оказываются правы, потому что передача информации в спинной мозг и из спинного мозга, к сожалению, довольно легко нарушается при деформациях позвоночника. Если позвонки, например из-за сколиоза, сдвинулись в сторону, что часто случается, то существует шанс, что они нажмут на веточку какого-нибудь нерва. Это происходит из-за того, что мы – прямоходящие существа, и за те несколько миллионов лет эволюции, что прошли с момента, когда наши предки встали на задние лапы, позвоночник так и не приспособился окончательно к прямохождению. Поэтому к 40 годам у большинства людей спина уже болит.

Каждый сегмент спинного мозга работает со своим этажом тела, а еще общается с головным мозгом, как с «большим начальником». Существуют, например, информационные потоки, связывающие ладонь со спинным мозгом, с его шейными сегментами, а потом эта информация уходит в головной мозг. Если мы ощущаем прикосновение, например, к большому пальцу руки, это означает, что импульс сначала добежал до спинного мозга, а потом поднялся в кору больших полушарий, где находятся высшие психические центры, которые, собственно, и отвечают за возникновение ощущения. А если человек шевелит большим пальцем, это означает, что импульс сначала возник в коре больших полушарий, потом опустился в соответствующий сегмент спинного мозга, а потом уже ушел на эту мышцу. И нервно-мышечный синапс заставил мышцу сокращаться.

У взрослого человека все это происходит достаточно быстро и автоматически, потому что мы этому учимся в первые годы нашей жизни. Ребенок же появляется на свет почти без двигательных навыков (хотя некоторые из них начинают закладываться еще в утробе матери). Младенец в первые месяцы жизни тратит массу усилий на то, чтобы овладеть своей мышечной системой на уровне отдельных движений, с полугода приступает к «шлифовке» локомоторной активности (ползания, ходьбы).

Головной мозг

Можно выделить три основные зоны головного мозга: это ствол, мозжечок и большие полушария. Ствол – центральная древняя область головного мозга, древняя структура, которая имеется уже у рыб. От ствола мозга, как от ствола дерева, отрастают две «кроны»: одна крупнее – большие полушария, а другая поменьше – мозжечок, то есть малый мозг. У всех позвоночных головной мозг устроен по одному и тому же плану. Все мы родственники, а интенсивная эволюция млекопитающих происходила последние 60–70 млн лет.

У человека, как известно, не самый большой мозг, у слона или у кашалота мозг в несколько раз больше нашего. Если существо крупное и у него крупное тело, то и мозг для управления этим телом тоже нужен большой, но он в основном занимается внутренними органами, движениями, кожной чувствительностью. А вот высшие ассоциативные зоны уникальны для человеческого мозга, только у нас они такие большие.

Ствол головного мозга включает четыре отдела: (1–2) продолговатый мозг и мост – это две самые нижние стволовые структуры, и они находятся под мозжечком; (3) средний мозг; (4) промежуточный мозг, находится «промеж» полушарий – от него во время развития эмбриона как бы отрастают два больших полушария.

Большие полушария называют также конечным мозгом. Итого получается шесть основных отделов головного мозга, которые показаны на рис. 1.2.

На рис. 1.2. изображены шесть отделов головного мозга, две крупные полости внутри него – третий и четвертый желудочки, а также соединяющий эти полости канал (мозговой водопровод).

Продолговатый мозг и мост мы будем все время объединять, потому что с точки зрения функций это единая зона. Они вместе занимаются важнейшими для организма функциями: дыханием, работой сердца. Мозжечок – важнейший двигательный центр. Средний мозг находится между мостом и промежуточным мозгом.

Рис. 1.2. Схема продольного среза через головной мозг человека. Показаны шесть отделов головного мозга, две крупные полости внутри него – третий и четвертый желудочки, а также соединяющий эти полости канал (мозговой водопровод)

Верхняя часть промежуточного мозга называется таламус, нижняя – гипоталамус, а под гипоталамусом находится гипофиз – эндокринная железа. Здесь же в промежуточном мозге имеется и вторая эндокринная железа – эпифиз.

Наиболее крупная область ЦНС человека – большие полушария. Правое и левое полушария соединяет крупнейшее скопление аксонов – мозолистое тело. Мозолистое тело «собирает» полушария в цельный вычислительный комплекс. Если у человека повреждается мозолистое тело, у него могут возникать симптомы, сходные с «раздвоением личности», когда правое и левое полушарие начинают работать отдельно. Одно свое думает, другое – свое, правое полушарие одни движения запускает, левое – другие…

Что же конкретно делают продолговатый мозг и мост? Обобщая, можно сказать, что они занимаются жизненно важными функциями, без которых невозможно существовать. Понятно, что эти функции эволюционно самые древние, с них все начиналось. Уже у рыб эти отделы устроены примерно так же, как у нас. Что это за жизненно важные функции?

Во-первых, здесь находится дыхательный центр. Каждый наш вдох, каждый наш выдох запускается из продолговатого мозга и моста.

Во-вторых, здесь находится центр, который нейрофизиологи называют сосудодвигательным. Состоит он из нейронов, управляющих работой сердца, тонусом сосудов, сердечно-сосудистой системой. Это огромное хозяйство, с помощью которого, например, регулируется кровоток в разных частях нашего тела, кровяное давление. Руководство этими процессами является жизненно важной задачей.

В-третьих, здесь находится все, что связано с врожденным пищевым поведением. Центры вкуса, центры, запускающие глотание, слюноотделение, сосательный рефлекс, выплевывание, рвоту – то, что у младенца должно работать сразу, иначе он не сможет питаться.

В-четвертых, продолговатый мозг и мост содержат главный центр бодрствования. Этот центр собирает сигналы от всех сенсорных систем и будит человека, если, например, зазвонил будильник или кто-то потряс нас за плечо. Любой сильный входящий сенсорный сигнал способен разбудить мозг, а потом из продолговатого мозга и моста волны активации расходятся по всей ЦНС, от спинного мозга до коры больших полушарий. И мы меняем состояние с сонного на бодрствующее. Если эту зону повредить, возникнет коматозное состояние. Любое повреждение продолговатого мозга и моста, даже самое маленькое, смертельно опасно, потому что может выключиться дыхание или нарушиться глотание.

Мозжечок – это прежде всего двигательный центр. Движения нашего тела очень разнообразны. Бывают произвольные движения, бывают движения, связанные с перемещением в пространстве, бег и шаг (локомоция). Особо выделяют рефлекторные движения. Мозжечок отвечает не за все группы движений, а за автоматизированные движения. За движения, которые мы вначале не умели четко и эффективно реализовать, они были для нас новыми, но потом мы их повторяли, повторяли – и выучили. Именно на уровне мозжечка происходит запоминание двигательных программ, их автоматизация. При повторах движений нейроны мозжечка запоминают, как эти движения качественно, быстро выполнять. А пока мозжечок не запомнил, движениями в основном управляет кора больших полушарий.

Кора больших полушарий осуществляет произвольный контроль. Вы должны смотреть, как берете предмет, какие манипуляции совершаете. Но если вы повторите эти движения сто или тысячу раз, то возникнет двигательный автоматизм. Если в пять-шесть лет ребенок старательно писал в тетрадке первые палочки и кружочки, то в десятом классе он пишет автоматически. Это значит, что уже не кора больших полушарий управляет движениями руки, а мозжечок. Мозжечок водит пальцами, а кора больших полушарий в это время, например, слушает учителя, старается понять, что он рассказывает. Смысл автоматизации состоит в том, чтобы разгрузить большие полушария и передать рутинные, повторяющиеся часто и помногу движения под управление мозжечка.

Если посмотреть на мозжечок, то можно увидеть, что в нем находится несколько зон, которые занимаются разными типами движений. Есть центральная часть, она называется червь и отвечает за поддержание равновесия («автоматизация вестибулярных рефлексов»). Ее обучение стартует с того момента, когда ребенок начинает держать голову, учится сидеть. Средняя зона мозжечка, внутренняя часть полушарий отвечает за автоматизацию локомоции и учится, когда мы начинаем ползать, ходить, бегать, плавать, то есть перемещаться в пространстве, ритмически сгибая руки и ноги. Самая наружная часть мозжечка (внешняя область полушарий), ее называют новой частью, в эволюции возникает позже всего. Она отвечает за движения, присущие только человеку, прежде всего за тонкую моторику пальцев и речь. Мы довольно долго и трудно учимся говорить, постепенно овладеваем фонемами и словами.

Мозжечок занимается автоматизацией самых разных движений, и если что-то в нем ломается, то движение опять становится произвольным. После травмы мозжечка приходится произвольным усилием воли поддерживать равновесие, сгибать и разгибать ноги во время ходьбы и т. п.

Помимо мозжечка, автоматизацией движений занимается еще одна обширная зона нашего мозга, которая называется базальные ганглии. Базальные ганглии находятся в глубине больших полушарий (см. рис. 2.1 в главе 2).

Все знают, что снаружи больших полушарий располагается кора. Она представляет собой идущие параллельно поверхности мозга слои нейронов, выполняющих самые важные и сложные функции, связанные с сенсорным анализом, речью, принятием решений, произвольными движениями. Но в глубине больших полушарий находится еще несколько скоплений серого вещества. Их объединяют в целостный комплекс, именуемый базальными ганглиями. Основная часть нейронов базальных ганглиев работает вместе с мозжечком, запоминает повторяющиеся двигательные программы. Кроме того, часть структур, относящихся к базальным ганглиям, связана с функциями потребностей, эмоций и мотиваций.

Рассмотрим теперь средний мозг. В его верхней части находится так называемое четверохолмие – зона, которая реагирует на новизну стимулов. Нейроны четверохолмия выделяют новые зрительные и слуховые сигналы. Четверохолмию, строго говоря, все равно, что мы видим и слышим, – важно, что произошло изменение. Когда что-то меняется, то именно четверохолмие детектирует эту новизну и заставляет нас поворачивать глаза и голову в сторону пошевелившегося или внезапно зазвучавшего объекта. Благодаря четверохолмию наш организм эффективно собирает новую информацию. По сути дела, с четверохолмием связано любопытство на самом его древнем уровне.

В центре среднего мозга находится структура, которая так и называется – центральное серое вещество, и это главная область, которая запускает сон.

Если вы помните, наш главный центр бодрствования находится в мосте и продолговатом мозге, а вот главный центр сна – в среднем мозге. И они все время друг с другом конкурируют.

В зависимости от того, кто победил, мы впадаем либо в сонное состояние, либо бодрствуем. А если никто не победил, мы находимся в некой полудреме, особенно с утра или при монотонной и скучной деятельности.

В нижней части среднего мозга расположены красное ядро и черная субстанция – две структуры, которые тоже связаны с двигательной сферой. Красное ядро работает вместе с мозжечком и помогает, например, сгибать руки и ноги, когда мы куда-то бежим или идем. Черная субстанция реализует свои функции вместе с базальными ганглиями, во многом определяя общий уровень нашей двигательной активности. Более того, от нее зависят те положительные эмоции, которые мы испытываем, когда двигаемся. Если у вас активная черная субстанция, то вам, скорее всего, нравится двигаться. Значит, нравится гулять, заниматься спортом, танцевать. Танец, казалось бы, совершенно бессмысленное занятие, но многие люди любят танцевать. Причем речь идет не о танцах на дискотеке, где человек перед особями противоположного пола показывает, какой он замечательный, а о ситуации, когда в доме никого нет, а он танцует и радуется. Вот за это отвечает черная субстанция. Но, как будет показано ниже, у нас в мозге есть и конкурирующая программа лени, которая говорит: «Не надо двигаться, давай экономить силы». Баланс радости движений и лени индивидуален и зависит от генов и гормонов. Получается, что один человек более ленив, а другой очень подвижный, моторный. Для кого-то предложение пойти погулять в воскресенье по парку – это прекрасно, а кто-то говорит: «Нет, мне и на диване хорошо». Это уже область конкретных характеристик личности, которые во многом связаны в данном случае с черной субстанцией и с веществом-медиатором, которое называется дофамин.

Промежуточный мозг – это прежде всего таламус и гипоталамус – верхняя и нижняя части данного отдела ЦНС. Размер каждого из них около 4 сантиметров. Это очень важные структуры, и их тоже можно увидеть на рис. 2.1 в главе 2.

Таламус – это зона, которая в первую очередь работает с сенсорными сигналами и отвечает за то, что мы называем вниманием. Если вы сосредоточились, например, на чьей-то речи, это значит, что ваш таламус в основном пропускает слуховые сигналы. А если вдруг у вас зачесалась правая пятка и вы обратили внимание на нее, то в этот момент таламус начал пропускать кожную чувствительность. Одновременно слуховая чувствительность отчасти тормозится, так как кора больших полушарий не может все сразу полностью обрабатывать. Поэтому таламус преимущественно пропускает то одно, то другое. Соответственно, если вы начали от души чесаться, в этот момент речь собеседника вы будете слушать не так внимательно. Таламус нужен, так как кора больших полушарий не может одновременно видеть, слышать, осязать, обонять, а еще вспоминать вчерашний день и еще переживать эмоции, связанные с прошлым августом… Таламус – структура, которая помогает перераспределять вычислительные ресурсы коры больших полушарий и показывает, чем сейчас будет человек заниматься.

Гипоталамус – главнейший центр биологических потребностей, эндокринной и вегетативной регуляции. Он следит за выделением гормонов и контролирует работу внутренних органов, например при стрессе. Здесь же, в гипоталамусе, находятся группы нейронов, которые занимаются самыми разными задачами, связанными с потребностями, мотивациями, эмоциями. С гипоталамусом связывают голод, жажду, страх, агрессию, половое и родительское поведение. Это «большая шестерка» биологических потребностей, каждой из них в нашей книге будет посвящена отдельная глава.

Кора больших полушарий делится на древнюю, старую и новую.

Древняя кора – обонятельная. Она возникает в эволюции раньше всего, она уже есть у рыб. Соответственно, получается, что большие полушария возникают для того, чтобы нюхать. Они ближе всего к носовой полости. У рыб кора отвечает прежде всего за обоняние, а у нас этим занимается всего лишь около 2 % коры. К древней коре относятся обонятельная луковица и некоторые области, которые располагаются на внутренней поверхности больших полушарий рядом с передней частью мозолистого тела.

По ходу эволюции кора больших полушарий начинает заниматься и другими задачами. В частности, на уровне амфибий, рептилий (при выходе позвоночных на сушу) в явной форме развивается старая кора. Старая кора – это прежде всего центры кратковременной памяти. Главный из них – так называемый гиппокамп – находится в глубине височной доли на дне особой «гиппокампальной» борозды (см. рис. 3.2 в главе 3).

Но основная часть (более 95 % нашей коры) – это новая кора, которая характерна для млекопитающих, для нашей систематической группы. К новой коре относятся сенсорные, двигательные и ассоциативные («высшие») зоны. При этом новая кора подразделяется на шесть долей. Четыре из них хорошо известны: лобная, теменная, затылочная и височная (рис. 1.3). Кроме того, выделяют еще островковую и лимбическую доли коры больших полушарий.

Посмотрим сбоку на большие полушария. Спереди располагается лобная доля. Ее границей служит центральная борозда, за которой – уже теменная доля. Максимально заднее положение занимает затылочная доля. Ниже всего находится височная доля, которая отделена от остального мозга глубокой боковой бороздой. Дно боковой борозды образует обширное расширение – это и есть островковая доля. Наконец, лимбическая доля находится на внутренней поверхности полушарий. Лимбическая (от слова limb – край, круг) – это область коры, которая окружает место отхода полушарий от промежуточного мозга. В состав лимбической доли часто включают обонятельную (древнюю) кору и центры кратковременной памяти (старая кора).

Рис. 1.3. Расположение и функции различных областей коры больших полушарий человека. 1 – затылочная кора, зрение; 2 – височная кора, слух; 3 – передняя часть теменной доли, чувствительность тела; 4 – островковая доля, вкус и равновесие; 5 – задняя часть лобной доли, двигательная кора; 6 – ассоциативная теменная кора; 7 – ассоциативная лобная кора

Если схематично описывать функции коры больших полушарий, то список будет следующий.

Затылочная доля – зрительная. Наша «видеокарта» находится в затылке.

Поэтому, если стукнуть по затылку, «из глаз сыплются искры» – возникает зрительная иллюзия, поскольку стимулируется непосредственно затылочная кора.

Височная доля – слуховая кора, и это легко запомнить: уши по бокам, висок рядом.

Передняя часть теменной доли идет от макушки вниз. Это зона чувствительности тела – кожной, болевой, мышечной чувствительности.

Островковая доля – центр вкуса, а также центр вестибулярной чувствительности.

Задняя часть лобной доли – двигательная кора. Это зона, которая реализует новые («произвольные») движения. Именно ориентируясь на двигательную кору, мозжечок запоминает и автоматизирует наши двигательные навыки.

Как работает мозг?

Ассоциативную теменную кору окружают основные сенсорные центры, отвечающие за зрение, слух, кожную чувствительность, вкус. Логично, что сенсорная информация, после того как она обработана, сбрасывается в ассоциативную теменную кору. И в этой зоне возникает то, что в нейропсихологии называют целостный сенсорный образ внешнего мира. Благодаря ассоциативной теменной коре мы одновременно видим, слышим, осязаем.

Мы же не перескакиваем со зрительного канала на слуховой, а потом на осязательный. Мы воспринимаем все одновременно. Это происходит благодаря ассоциативной теменной коре, там располагаются нейроны, которые одновременно способны работать с разными органами чувств, с разными сенсорными системами. Именно на базе этих нейронов у человека возникают речевые системы. Потому что речь, слова – все это требует нервных клеток, которые работали бы одновременно с несколькими сенсорными системами.

Например, стол: я вижу стол – работает зрение, я говорю слово «стол» – работает слух. Объединяют зрительный и слуховой сигнал именно эти нервные клетки. Поэтому у нас с вами в ассоциативной теменной коре находятся еще и центры речи, центры мышления. Получается, что этой зоной мы думаем.

Еще важнее ассоциативная лобная кора. Думать, мечтать мы можем о чем угодно. Важно, что мы в конце концов сделаем. За наше поведение, за выбор программы, принятие решения отвечает ассоциативная лобная кора. Желательно, чтобы мы запускали полезное поведение, позволяющее решать те или иные задачи, удовлетворять те или иные потребности. Поэтому именно в лобную ассоциативную кору приходит информация о потребностях. Гипоталамус посылает сигнал прежде всего в ассоциативную лобную кору. Например: «Хочу есть», или «Хочу размножаться», или «Мне страшно, может быть, пора убегать?»

Ассоциативная лобная кора, приняв информацию о потребностях, обращается к центрам памяти, к индивидуальному опыту и к ассоциативной теменной коре с вопросом: «Что важного творится в окружающем мире?» Получив эти три информационных потока, ассоциативная лобная кора принимает решение о запуске поведения. И если вам стало страшновато в каком-то месте, то вы решаете уйти. Для этого надо встать, начать передвигать ноги и перейти в какое-то более комфортное пространство. Сигнал из ассоциативной лобной коры уйдет в двигательную кору, благо она совсем рядом, а двигательная кора даст сигнал мозжечку и спинному мозгу, и мы начнем шевелить руками, ногами и что-то делать.

На рис. 1.3 в упрощенном виде изображены основные информационные потоки, которые распространяются по нашей коре больших полушарий, когда мы что-то делаем. А мы практически все время что-то совершаем.

Потребности в рамках этой системы играют очень важную запускающую роль, и наличие потребностей часто служит стимулом для старта поведения. А не будет потребностей – так и будет мозг и, соответственно, тело вяло лежать на месте и ничего не предпринимать.

Что такое потребности?

Понятие потребность в биологии определяется как избирательная зависимость организма от определенных факторов внешней или внутренней среды.

Например, боль будет запускать потребность в безопасности, а падение концентрации глюкозы в крови будет запускать пищевую потребность. Биологи в основном интересуются базовыми потребностями, они так и называются – биологические потребности. Философы и психологи выделили массу других потребностей: социальные, духовные, эстетические, но их изучать гораздо сложнее. А биологи и физиологи предпочитают справляться сначала с более простыми задачами.

Конечно, у человека может быть потребность любоваться цветущей сакурой, если эту потребность сформировать, но это тяжело изучать. А вот потребность в еде, размножении, безопасности исследовать гораздо легче. Можно подобные потребности смоделировать на животных, и, конечно, эти сферы более изучены. Мы видим, что биологические потребности генетически встроены в мозг. Область потребностей – это исходные программы, которые «установлены» в наш мозговой компьютер, и без их реализации мы вообще не можем полноценно функционировать. Так устроено, что, когда человеку удается удовлетворить ту или иную потребность, он испытывает положительные эмоции. А если не удается, то отрицательные. Люди, впрочем, как и животные, строят свою жизнь так, чтобы чаще испытывать положительные эмоции, а реже – отрицательные.

Потребность – это маяк, который ведет нас по жизни. А эмоции, которые возникают на фоне потребностей, их удовлетворения или неудовлетворения, являются основой для обучения.

Когда вы сделали что-то правильное и получили желаемое, возникают положительные эмоции. На фоне этих эмоций мозг запоминает: «Ага, для того чтобы поесть, надо сделать то-то и то-то». А если не удалось удовлетворить потребность, возникают отрицательные эмоции, на этом фоне мозг запоминает: «Так, этого делать не стоит». Существует цепочка: потребность → эмоция → обучение. Эта цепочка все время функционирует в нашей нервной системе и является важнейшим компонентом психической деятельности.

Сферой потребностей физиологи и психологи занимаются очень давно. И то, что нейробиологи сейчас называют «потребность», довольно точно совпадает с тем, что Иван Петрович Павлов в свое время называл безусловный рефлекс. Термин Зигмунда Фрейда[[4] ] бессознательное тоже очень похож на потребность.

По-настоящему серьезные и точные научные знания о потребностях появились только во второй половине XX века. Процесс изучения продолжается и сейчас. В XXI веке разработаны новые технологии, позволяющие «входить» в мозг и смотреть, как работают отдельные нервные клетки, как те или иные химические вещества влияют на различные потребности.

Классификация потребностей

Самая известная психологическая классификация потребностей предложена американским исследователем Абрахамом Маслоу[[5] ]. Он выделил:

● Физиологические потребности – в пище, питье, воздухе.

● Потребность в безопасности – физической и психологической.

● Социальные потребности – любовь, причастность к группе.

● Потребности в уважении, признании (статус, престиж).

● Духовные потребности наиболее многообразны, к ним относятся: когнитивные потребности (знать, понимать, исследовать), эстетические потребности (гармония, справедливость, красота) и самореализация (реализация способностей, развитие личности).

При этом А. Маслоу, как всякий психолог (или, например, философ), проводя обобщение столь высокого уровня, исходит прежде всего из своего личного представления об анализируемой области, учитывает мнение коллег и т. п.

Физиологи стараются действовать более обоснованно. В идеале они сначала находят нервные клетки, которые отвечают за ту или иную потребность, и лишь потом говорят: «Да, такая потребность действительно существует». Только тогда, когда найдены нейроны, отвечающие за возникновение чувства голода, материнское поведение или стремление сопереживать, можно считать окончательно доказанным, что данная потребность имеет место как базовая биологическая программа.

В нашей книге используется физиологическая классификация потребностей, предложенная Павлом Васильевичем Симоновым. П. В. Симонов – академик, физиолог. Долгое время он был директором Московского Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. П. В. Симонов всю жизнь работал на стыке психологии и физиологии, сформулировал ряд интересных, оригинальных концепций в сфере потребностей, мотиваций, эмоций. Студентом я слушал его лекции, поэтому считаю себя, хотя бы отчасти, учеником Павла Васильевича. П. В. Симонов предложил все биологические потребности разделить на три типа: витальные, зоосоциальные и саморазвития[6]. Классификация Симонова физиологична, она основана на данных о нервных центрах мозга, о тех медиаторах, которые работают, когда мы ощущаем голод, тревогу, радость, агрессию.

Витальные потребности

Первая группа – витальные потребности, от слова vita – жизнь. Это жизненно необходимые потребности, без которых невозможно само наше существование. И если они не будут реализовываться, удовлетворяться, то организм просто умрет. К ним относятся прежде всего пищевое и питьевое поведение, а также потребность в безопасности (оборонительное поведение).

Анализ показал, что в нашем мозге отдельно существуют центры, связанные со страхом, активирующиеся, когда мы удовлетворяем потребность в безопасности, убегая или хотя бы прячась, затаиваясь. И отдельно существуют центры активно-оборонительных реакций – агрессии, которые активны, когда мы нападаем на источник неприятностей. Это разные нейроны, хотя они находятся в гипоталамусе недалеко друг от друга.

Кроме того, с витальными потребностями связаны все процессы, происходящие в организме для того, чтобы он нормально работал. Постоянная температура тела, кровяное давление, дыхание, сон и бодрствование, опорожнение кишечника и мочевого пузыря. Сюда же относятся программы, с помощью которых мы экономим силы, – так называемые программы лени.

В группу витальных потребностей попадает и так называемый груминг – уход за телом, вычесывание, вылизывание, умывание. Термин «груминг» происходит от английского «уход за лошадьми», но те, кто занимается поведением животных, распространили это понятие вообще на любой уход за телом. Конечно, если человек не будет умываться, то он не умрет так быстро, как, скажем, без воды или без воздуха. Но в конце концов он все равно покроется паразитами, грязью и погибнет. Поэтому умывание и гигиена – это очень важно.

При этом надо понимать, что за каждым упомянутым выше словосочетанием: «пищевое поведение», «активно-оборонительные реакции», «программы экономии сил» и подобные – на самом деле стоят десятки, сотни программ, характерных для мозга человека, для мозга птиц, рыб, насекомых. Получается, что все потрясающее разнообразие поведенческих ситуаций базируется на работе определенных нервных клеток и нервных центров. В каждой группе мы видим и очень простые реакции. Например, глотание, слюноотделение – это простое пищевое поведение. А вот поведение пчелы, которая делает соты, – очень сложная врожденная реакция. Паук, который плетет паучью сеть, также активирует непростую программу, причем тоже врожденную…

Все это разнообразие программ очень интересно исследовать. Изучение даже существенно более простого мозга, чем наш, например мозга виноградной улитки или дождевого червя, дает массу принципиально важной нейрофизиологической информации, поняв которую мы сможем разбираться с нервной системой человека гораздо эффективнее.

Зоосоциальные программы

Вторая группа программ – зоосоциальные программы. Здесь легко понять, о чем идет речь, достаточно убрать первый корень «зоо»: это программы, связанные с взаимодействием особей одного вида (внутривидовое взаимодействие).

Во-первых, это размножение. Размножение – сверхважная задача, если организм не оставил потомства, то с точки зрения биологии его жизнь пропала зря, потому что гены не переданы следующим поколениям.

За размножением следует уход за потомством. Это тоже важнейшие программы материнско-детского взаимодействия.

Еще мы стремимся лидировать в стае, подражать, хотим занять и защищать («удерживать») территорию. К этому типу потребностей также относится реакция сопереживания (перенос на себя эмоций, испытываемых другой особью, при помощи особых «зеркальных» нейронов).

Все эти программы установлены в мозге человека врожденно. Конечно, в случае конкретного мозга – для каждого конкретного человека – важность этих программ установлена индивидуально. «Параметры установки» зависят от родительских генов, гормонального фона, индивидуального опыта. В итоге для кого-то более важной оказывается, например, агрессия, для кого-то – страх, для кого-то – родительское поведение, а для кого-то – лидерство. Из этого набора возникает основа личности, в том числе ее темперамент.

Личность и темперамент в значительной степени определяются базовой инсталляцией значимости каждой из потребностей в конкретном мозге.

Люди разные в числе прочего потому, что каждой индивидуальной и уникальной нервной системе присущи разные уровни тех или иных потребностей.

Все это создает разнообразие нашего поведения, а отчасти – его непредсказуемость.

Потребности саморазвития

Третья группа потребностей, которую выделил П. В. Симонов, – потребности саморазвития. Он писал, что это потребности, которые «направлены в будущее». В тот момент, когда вы реализуете соответствующее поведение, не очень понятно, зачем вы это делаете. Но если набраться терпения, то через час, а может, через неделю или месяц станет понятно: «Так вот зачем эта программа существует и претворяется в жизнь!»

Самым очевидным примером класса подобных программ является исследовательское поведение, сбор новой информации. Новая информация, так же как и еда, безопасность, забота о потомстве, радует наш мозг. Исследовательское поведение – очень важный компонент жизни человека. Человеческий мозг очень любопытен и получает положительные эмоции, когда узнает что-то новое, даже если это знание понадобится очень нескоро или даже окажется бесполезным.

Подражательное поведение – делай, как родитель, как сосед по парте, делай, как вожак. Здесь работают зеркальные нейроны, повторяющие движения (иные, чем в случае сопереживания). При этом в момент повторения мы не всегда знаем, зачем нам это нужно. Но эволюционный опыт показывает: скорее всего, это полезное действие.

К программам саморазвития также относятся программы, связанные со свободой, или, как писал И. П. Павлов, с рефлексом свободы. В результате мы не переносим ограничений в свободе передвижения или, по крайней мере, плохо переносим. Наш «биологический» мозг, заглядывая в будущее, говорит: борись, освобождайся, иначе умрешь от голода, жажды, погибнешь от хищников и т. п.

Игровое поведение, связанное с движением и с удовольствием от движения, также входит в число потребностей саморазвития. Например, котенок бегает за бумажкой, а козленок просто бегает. Зачем они это делают? Они тренируются, потому что котенку предстоит бегать за мышкой, козленку – убегать от волка. Животные об этом не знают, но знает их врожденная программа, которая наперед формирует их двигательные навыки, тренирует, и сама эта тренировка опять связана с положительными эмоциями.

Не удивляйтесь, когда какой-нибудь мальчик Петя трех лет влезает на табуретку и спрыгивает с табуретки, влезает на табуретку и спрыгивает с табуретки (и так 50 раз подряд). Он это зачем делает? А ему приятно, и при этом тренируется его мозг, мозжечок формирует двигательные навыки. Взрослый человек уже это умеет, и предложение ребенка: «Папа, давай попрыгаем» – у взрослого мозга вызывает глубокое недоумение типа «Я и так умею это делать, зачем мне еще прыгать?». Хотя, если у человека мозг с активным игровым поведением, такой человек побежит и запрыгает. Кстати, есть такие счастливые взрослые люди, для которых любое движение действительно всерьез значимо. Они даже в солидном возрасте продолжают ходить в походы, на танцы, кататься на роликах и т. д.

Центры потребностей

Главными центрами биологических потребностей являются гипоталамус и часть структур, относящихся к базальным ганглиям. Главнейшая из этих структур называется миндалиной. Миндалина – парное скопление нервных клеток, которое находится в глубине височных долей мозга. Она сообщает в ассоциативную лобную кору: «Хочу это, хочу это, вот это хочу».

Гипоталамус с миндалиной образуют замечательную пару, которая отвечает за большинство биологических потребностей и генерирует эти потребности.

Откуда берутся эти потребности, от чего зависит их уровень? Он зависит от того, что мы видим во внешней среде, от сигналов из внутренней среды организма, от гормонов, от генетических факторов. Различные ядра гипоталамуса отвечают за разные потребности.

Если мы говорим про голод и жажду, то здесь главную роль играет средняя область гипоталамуса. Если речь идет о половом и родительском поведении, здесь гипоталамус (его передние ядра) главный, но миндалина его контролирует, не дает зашкаливать этим потребностям, предотвращая возникновение маниакальных состояний. Задняя часть гипоталамуса заведует страхом и агрессией, но в этом случае она работает под управлением миндалины. Миндалина запускает эти реакции, а гипоталамус в основном уже реализует реакции внутренних органов и эндокринные ответы на появление стресса.

Глава 2. Мозг и еда. Пищевое поведение

Пищевые рефлексы

Как правило, когда физиологи говорят о потребностях, они подразумевают, что за каждой из потребностей стоит конкретная нервная структура. Это создает некую объективность ситуации, что и требуется от качественного естественно-научного исследования.

По классификации П. В. Симонова потребность в еде относится к витальным потребностям. Данная потребность связана с центрами голода, пищевого насыщения, гормонами, которые на них влияют. Попробуем разобраться, как мозг взаимодействует с пищей.

Пищевое поведение – одно из самых базовых. Понятно, что если вы не будете питаться, не будете вводить в организм пищу, во-первых, для получения энергии, во-вторых, для построения тела, то у вас очень быстро возникнут проблемы. Вначале появятся симптомы недостатка энергии: «У меня кончилась глюкоза, кончилась энергия». Потом появятся и другие нарушения.

Голод и желание поесть – это то, что сопровождает нас всю жизнь. Так же как в случае других биологических потребностей, удовлетворение пищевой потребности дает положительные эмоции, причем очень сильные.

Если данная потребность не удовлетворена, если поведение не привело к успеху, организм не получил пишу, соответственно, генерируются отрицательные эмоции. Те поведенческие программы, которые привели к неудаче, получают минус в рейтинге и далее по ходу жизни выбираются с меньшей вероятностью. Например, вы пошли в какое-то кафе, а там вам дали невкусное или некачественное блюдо. И все, больше вы в это место не пойдете или десять раз подумаете, стоит туда идти или нет.

Человечество за тысячелетия своего существования изобрело много интересного и важного, связанного с едой. Прежде всего это древнейшее искусство кулинарии. Если посчитать даже месячные расходы, то, скорее всего, получится, что на еду будет потрачено гораздо больше денег, чем на музеи, концерты, покупку книг. Это говорит об огромной значимости пищевых программ.

При рассмотрении каждого центра биологических потребностей очень важен врожденный компонент. В случае пищевых программ наблюдается интересная ситуация. Мы, с нашим сложным мозгом, на врожденном уровне обладаем минимальным количеством соответствующей информации. И наша нервная система прежде всего учится. Когда человек рождается, его мозг в отношении знаний о еде почти «пуст», он содержит незначительное количество врожденных пищевых программ. Конечно, человеческий детеныш умеет сосать мамину грудь, глотать, выделять слюну, но это почти ничто по сравнению с тем, что врожденно умеют, например, пчела или паук. Паук способен врожденно плести сеть, пчела – врожденно строить соты. В мозге у этих членистоногих примерно 100 000 нейронов. И тем не менее на этих не очень больших нейросетях (а у нас нейронов около 90 млрд) записаны врожденно заданные программы колоссальной сложности. Это говорит о том, что нейросеть обладает очень большой информационной емкостью.

Удовлетворение потребностей происходит за счет того или иного поведения.

Самый простой тип поведения – рефлексы (реакции на стимулы).

Стимул, как известно, вызывает реакцию.

В простейшем случае, для того чтобы удовлетворить пищевую потребность, нужно реализовать пищедобывательный рефлекс. Такие рефлексы запускаются вкусовыми, тактильными, обонятельными, зрительными стимулами.

В мозге разных животных и в человеческом мозге можно найти врожденно установленные рефлекторные дуги. Действительно, прикосновение к губам младенца вызывает сосательный рефлекс, а если что-нибудь горькое на язык ребенку капнуть, то он прекрасно плюется. То, что младенец отлично умеет, с одной стороны, сосать мамину грудь, а с другой стороны – плеваться (и еще орать при этом), показывает, что это важные врожденные программы поведения.

Если мы посмотрим на мир животных, то подобных рефлекторных дуг, когда от стимула возбуждение по цепочке нейронов доходит до движения, до реакции внутренних органов, обнаружим очень много. При этом важно, какую конкретно пищу ест существо того или иного биологического вида. Поэтому на входе в пищевые программы у растительноядных, насекомоядных, хищников находятся самые разные сенсорные системы. Вначале часто срабатывают так называемые дистантные сенсорные системы, которые издали идентифицируют потенциальную пищу. Животные видят, обоняют или слышат свою добычу.

Например, быть кузнечиком или быть лягушкой довольно рискованно. Если вы стрекочете или квакаете, тем самым выдаете свое месторасположение. На это у многих хищников срабатывают врожденные рефлекторные дуги: «Ага, еда сама о себе сообщает». Это все равно что рекламная кампания. Иди и ешь!

Когда хищник приближается к потенциальной добыче, у него начинают функционировать контактные сенсорные системы, вначале тактильная. Ему необходимо потрогать, что досталось, похоже ли это на настоящую еду. И в конечном итоге вкусовая. Вкусовая система – это последний контроль, контроль химического состава пищи, и, соответственно, окончательное решение – съедобная или несъедобная эта еда – происходит уже в ротовой полости.

Членистоногие, например бабочки, часто настроены на определенный вид пищи. Будучи гусеницей, бабочка запоминает вкус и запах того растения, которое ест. Когда гусеница становится бабочкой, она старается отложить яйца на такое же растение. Получается, что бабочка идентифицируют свою пищу по памяти и что уже у бабочек существует своеобразный аналог культурной передачи информации.

У рыб все тело покрыто вкусовыми рецепторами. У рыб-хищников рефлекс схватывания добычи очень ярко выражен. Например, щука реагирует на зрительный образ жертвы, прекрасно детектирует движение и рассчитывает траекторию броска. Щука кидается с полуметра на свою жертву, она подплывает, подплывает, а потом бросается. Она ест все, что шевелится в воде. Если поместить в одну банку щучку и несколько других рыбок, то через небольшой отрезок времени в банке останется только щучка. И часто хвост последней рыбки, не поместившейся в желудок, будет торчать у нее изо рта. Щучка ничего не может с собой поделать, потому что нападение и глотание – ее важнейшая врожденная программа.

У нас почти все вкусовые рецепторы собраны в ротовой полости (часть из них детектируется еще и по ходу желудочно-кишечного тракта). Человеческий детеныш врожденно очень мало что знает про свою еду. Визуально молоко не идентифицируется, но на вкус определяется как что-то сладковатое и белковое. У младенца работают тактильные рецепторы вокруг губ и вкусовая система. А дальше запускается сосательный рефлекс. Замечательные пухлые младенческие щеки – это на самом деле мышцы, которые нужны для того, чтобы высасывать молоко – прекрасный источник энергии и питательных веществ – из материнской груди. У младенцев этот рефлекс работает надежно и к всеобщей радости.

Рефлексы – очень интересная сфера, и, если идти по этапам эволюции (филогенезу), говорить о червях, моллюсках, членистоногих, разнообразных позвоночных, можно подобрать сотни примеров рефлекторного пищевого поведения.

Рефлексы являются самым «поверхностным» и легко наблюдаемым уровнем деятельности нервной системы.

Но более сложные проявления пищевого поведения, конечно, связаны с внутренним состоянием мозга. Уже в XVII веке величайший французский ученый и мыслитель Рене Декарт, который первым описал рефлекторный принцип работы мозга, отмечал, что поведение человека – это не одни рефлексы. Если копнуть чуть глубже, обнаруживается круг явлений, попадающих в сферу работы центров потребностей, активируемых эндогенно (изнутри организма).

Наличие запускающего внешнего стимула в такой ситуации оказывается даже не обязательным. Мы можем убрать сенсорное звено, оставить только вставочные нейроны (интернейроны), которые, собственно, и принимают решение о запуске разных реакций. Потребность возникает тогда, когда внутри мозга нарастает некое состояние, например чувство голода.

Одно дело – вы увидели конфету и тут же запихнули ее в рот (это рефлекс, причем возникший в ходе обучения). Другое дело, когда внутри организма происходит активация потребности, и кора больших полушарий начинает снизу, из гипоталамуса, получать сигналы типа: «Мне есть хочется, я голоден». В какой-то момент эта потребность завладевает поведением, и мы начинаем искать кусок хлеба насущного. Причем активация центра потребности зависит от гормонального фона и сигналов от внутренних органов. Часть процессов активации тоже вписывается в понятие рефлекторных дуг. Например, сигналы от пустого желудка можно воспринимать как подобного рода сенсорные стимулы, которые рефлекторно усиливают пищевое поведение. Запуск действия изнутри организма (сигналами от системы внутренней чувствительности) – очень характерный компонент работы центров многих потребностей.

Кратко охарактеризованная в первой главе классификация П. В. Симонова включает примерно два десятка разных потребностей. А наш мозг – это арена конкуренции поведенческих программ, соответствующих этим потребностям. В каждый момент времени они выясняют, какая из них главная. Если вы пошли на лекцию, то, наверное, любопытство у вас в тот момент являлось главным (по крайней мере, на это всегда надеется лектор), но в какой-то момент вам захочется есть, спать или в туалет, и тогда начнут проявлять себя другие потребности.

Конкуренция потребностей – дело обычное. Понятно, что пищевое поведение выигрывает конкуренцию, когда очень хочется есть. Но, когда уже все съедено, оказывается, что свобода тоже значима и что золотая клетка с массой вкусненького уже не радует…

Как уже упоминалось, центры разных потребностей в мозге каждого из нас установлены с разной яркостью. Это зависит от ДНК родителей, от различных пренатальных событий, эпигенетики, гормонов и т. д., и все это является основой нашей личности и проявлений темперамента.

Кто-то более свободолюбив, для кого-то очень важно быть лидером, кто-то более любопытен. В итоге возникает некое уникальное сочетание разных потребностей, уникальный сложный баланс двух десятков базовых программ, во многом являющийся основой нашей личности. От этого сочетания зависит не только темперамент, но и способность к обучению, адаптации к окружающей среде.

Центр пищевой потребности, центр голода

Где же находятся совокупности нейронов, отвечающие за биологические потребности? Ответ: «В древних структурах мозга» – не всегда справедлив. Известны ситуации, когда соответствующие нервные клетки обнаруживаются в эволюционно довольно новых зонах (например, нейросети, в состав которых входят зеркальные нейроны).

Но пищевая потребность действительно является очень древней функцией, поскольку еда всем и всегда абсолютно необходима. Без энергии и строительных материалов даже одноклеточные организмы существовать не могут. Уже в ганглиях червей мы находим что-то вроде центров голода. Эти центры как минимум усиливают двигательную активность. Например, червяку стало голодно, и он начинает более активно ползать по окрестностям в надежде встретить какой-нибудь источник калорий.

В нашем с вами мозге наиболее значимые нейросети, связанные с пищевой потребностью, находятся в гипоталамусе – нижней части промежуточного мозга, а точнее, в его средней части (серый бугор гипоталамуса) (рис. 2.1).

Второй значимой для пищевого поведения зоной является структура, которая называется миндалина, по-латыни amygdala. Эта парная структура относится к базальным ганглиям и находится в височных долях больших полушарий, в их глубине. Взаимодействие этих мозговых структур направляет многие потребности, в том числе пищевую.

В случае пищевого поведения, пищевой потребности первую скрипку играет гипоталамус, а миндалина играет роль контролирующего и подтормаживающего центра.

Рис. 2.1. Схема поперечного среза через головной мозг человека (вид снизу). Отмечены верхняя и нижняя части промежуточного мозга (таламус и гипоталамус), а также миндалина (относится к базальным ганглиям конечного мозга). Хорошо видна боковая борозда и находящаяся на ее дне островковая кора. Скопление серого вещества над миндалиной – двигательные области базальных ганглиев. На верхней схеме отмечен гиппокамп (также см. рис. 3.2 в главе 3)

Факторы, запускающие пищевое поведение

Что активирует поведенческие программы, связанные с пищевой потребностью?

● Прежде всего это сенсорные сигналы из внешней и внутренней среды. В случае пищевой потребности, голода это запах пищи, вид пищи, сигналы от пустого желудка, концентрация глюкозы в крови. Существует большой набор сигналов, активирующих пищевое поведение. Какие-то из них врожденно заданы, большинство – результат обучения. Примером могут служить «приобретенные программы», например любимая марка мороженого или логотип известной фирмы, продающей фастфуд.

● Гормональный фон: существует несколько ключевых гормонов, которые связаны с голодом и питанием.

● Гены, наследственность: особенность, перешедшая от родителей. Кто-то врожденно более склонен к активному поеданию пищи и перееданию, кто-то менее.

● Индивидуальная история. Этот процесс подразделяется на две фазы: пренатальную и постнатальную. К пренатальной относится то, что случилось, когда вы еще были в животе у мамы. Именно во время эмбрионального развития формируется масса врожденных нейросетей. В итоге то, как себя ощущала мама во время беременности, какой у нее был уровень стресса, болела или не болела она инфекционными заболеваниями и т. д., оказывается очень важным фактором. Постнатальная фаза – это то, что случилось уже после вашего рождения.

Психогенетические исследования, которые начались еще в XIX веке со сравнения монозиготных и дизиготных близнецов, для очень многих характеристик нашей личности (в том числе связанных со сферами потребностей и темперамента) дают весьма однотипную картину:

● примерно на 50 % их проявления зависят от генов;

● на 25 % – от пренатального развития;

● на 25 % – следствие постнатальных событий.

Получается, что в нас столько всего закладывается генетически и пренатально, что потом изменить, скорректировать это воспитанием, влиянием общества бывает крайне непросто. При каких-то не очень значимых событиях мы легко подчиняемся окружающей среде, воле начальников и добрых советчиков. Но если наступают серьезные испытания, если нас ставят в сложное положение, то тут из нас того и гляди «полезет» истинная сущность. Этот сюжет очень любят литераторы и кинематографисты, которые в своих произведениях так и норовят загнать людей в экстремальную ситуацию и показать, какие они «на самом деле».

Если вернуться к пищевой потребности, то, например, известно, что, если мама плохо питается во время беременности, ребенок потом будет склонен к перееданию.

Он еще не родился, но уже в курсе: «Еда в этом мире – большой дефицит…»

Весьма актуальная область связана с кесаревым сечением. Изучают, в частности, вредно кесарево сечение или не очень и как оно сказывается на дальнейшем поведении ребенка. Существует много разных мнений по этому поводу. Например, солидный американский журнал[7] в 2016 году опубликовал статью о связи кесарева сечения и риском ожирения во взрослом возрасте. Утверждается, что если ребенок появился на свет при помощи кесарева сечения, то в него не попадает нужный набор бактерий, которые дальше должны способствовать работе кишечника. В итоге из-за того, что у ребенка не такая как надо микробиота (термин, обозначающий содержимое толстого кишечника), он будет с большей вероятностью склонен к перееданию и набору веса. Дети, появившиеся на свет при помощи кесарева сечения, на 64 % чаще страдали ожирением, чем их братья и сестры, рожденные классическим способом.

Отсюда мораль: не надо бояться кесарева сечения, но нужно использовать микробиоту матери. Исходя из теории «вагинального посева» (с которой, впрочем, не все согласны[8]), ребенку надо нанести смазку с соответствующей части тела матери на лицо или губы. Сейчас, кстати, микробиота – популярнейший объект исследования, и анализ того, что живет в кишечнике успешных людей, гениев, выдающихся музыкантов, всех интересует. Хотя на самом деле еще в XIX веке практиковалась технология, когда больные из высшего общества получали клизмы с микробиотой «совершенно здоровых крестьян».

Центры мозга, отвечающие за пищевое поведение

Вернемся к гипоталамусу, который состоит из примерно 80 отдельных групп ядер с разными задачами. Гипоталамус в этом смысле – очень сложная по устройству структура. В других областях мозга, например в таламусе, который находится чуть выше гипоталамуса, между ядрами с разными функциями имеются прослойки аксонов («белое вещество»), и это четко видно на срезах. В гипоталамусе же одно ядро незаметно переходит в другое, границы ядер анатомически неочевидны и определяются лишь при оценке функций нейронов. Гипоталамус требуется еще изучать и изучать, тем более что добираться до его центров тяжело, так как вживлять электроды надо очень глубоко в мозг (и очень точно).

Напомним, что:

● средняя часть гипоталамуса в большей степени связана с голодом и жаждой;

● передняя – с половым и родительским поведением;

● задняя – с проявлениями страха и агрессии.

Действительно, если мы рассмотрим среднюю зону гипоталамуса, то обнаружим здесь не просто нейроны, связанные с голодом, но две конкурирующие области. Одну можно условно обозначить как собственно центр голода, другую – как центр пищевого насыщения, и они постоянно подтормаживают друг друга.

Надо отметить, что системы с взаимным торможением двух центров довольно часто встречаются в мозге, они позволяют поддерживать стабильность внутреннего состояния (гомеостаз). Если какой-то из блоков мозга вдруг начинает избыточно активироваться, его конкурент и оппонент говорит: «Потише, поспокойнее». В итоге равновесное состояние удерживается гораздо надежнее, чем если бы не было такой системы с отрицательными обратными связями.

Подобного рода контуры существуют и на уровне небольших нейросетей, и на уровне взаимодействия макроструктур (центры сна и бодрствования, положительных и отрицательных эмоций, сгибания и разгибания конечностей). И для победы одного из центров (например, центра голода) нужны серьезные дополнительные сигналы.

Если таких дополнительных сигналов нет, мы спокойны и голод не испытываем, центры насыщения (вентро-медиальный гипоталамус) временно побеждают. Но если появились сигналы о том, что в крови мало глюкозы и падает концентрация инсулина, если пустой желудок сообщает: «Мои стенки слишком сжались!» – тогда активируется латеральное ядро гипоталамуса, в наибольшей степени связанное с голодом, и пищевая потребность начинает побеждать. Чем дольше длится это состояние, тем больше уровень возбуждения, тем активнее гипоталамус «стучится» в кору больших полушарий и требует изменений поведения. Далее мы имеем дело с очень индивидуальной ситуацией: для кого-то эти сигналы совершенно невыносимы, сразу возникают негативные эмоции, а кто-то может терпеливо ждать времени обеда или ужина.

Важнейшим показателем в данной истории является концентрация глюкозы в крови. В идеале она составляет около 0,1 %. Эта цифра важна прежде всего для мозга, для работы всех нервных клеток. Дело в том, что наши нейроны, во-первых, очень много потребляют глюкозы. Мозг – самая активная часть организма, и, как уже упоминалось, она «ест» больше всего энергии. Во-вторых, нейроны совершенно не умеют запасать глюкозу. Скажем, мышечные клетки способны создавать запасы глюкозы, и в случае, когда мы давно не ели, эти запасы они используют. А нервные клетки этого не умеют. Они все время, каждую секунду берут глюкозу из крови. Поэтому, если концентрация глюкозы в крови будет отличаться от 0,1 %, пойдет вниз или вверх, скажем, на четверть или треть – мозгу это серьезно не понравится.

Если будет слишком мало глюкозы, можно упасть в голодный обморок. Если будет слишком много глюкозы, нервная система перевозбудится, и это может вызвать ее болезненное состояние.

Как известно, содержание глюкозы в крови регулируется инсулином. Когда мы едим, концентрация глюкозы в плазме начинает расти, поджелудочная железа это замечает и выделяет инсулин. Все клетки начинают быстро усваивать глюкозу. В итоге ее концентрация не должна подняться намного выше «правильного» уровня 0,1 %.

А если мы давно не ели, то концентрация падает ниже 0,1 %. В этом случае есть дополнительные механизмы стабилизации. Например, печень начинает выбрасывать свой запас глюкозы (она там хранится в форме полимера гликогена). Причем на фоне понижения концентрации глюкозы в крови инсулин вообще перестает выделяться. Отсутствие инсулина в крови – сигнал всем клеткам организма не трогать глюкозу. То есть мышцы, почки, кожа без инсулина глюкозу не берут. Без инсулина глюкозу имеет право брать только мозг. Нервные клетки продолжают глюкозу потреблять, но концентрация ее в крови все-таки падает. Вот тут-то и срабатывает центр голода.

Если концентрация глюкозы в крови оказывается заметно меньше 0,1 %, мы начинаем на субъективном уровне чувствовать голод, и чем ниже падает концентрация, тем сильнее чувство голода. Возникает настоятельная пищевая потребность, сигналы гипоталамуса становятся все «громче», и даже очень разумное существо, занятое самыми возвышенными размышлениями, скорее всего, бросит эти размышления и пойдет к холодильнику или в магазин. Потому что это важно, потому что без глюкозы мозг быстро перейдет в плохое функциональное состояние.

Итак, снижение концентрации глюкозы в крови подтормаживает центры насыщения и активирует центр голода; повышение концентрации глюкозы и инсулина в крови тормозит центр голода и активирует центр насыщения.

Очень важным фактором (помимо химического состава крови) являются сигналы от пустого желудка. Пустота в желудке означает, что стенки его не растянуты. В желудке есть специальные нервные волокна, которые на это реагируют, и сигнал по ним уходит в центр голода.

Поэтому всем известный рецепт: если вы хотите есть, а есть нечего или вы героически сидите на диете, – чтобы заглушить чувство голода, надо попить.

Причем лучше пить не газированную воду, а обычную, потому что пузырьки тоже возбуждают стенку желудка, а это вам ни к чему. Если вы выпьете стакан воды, может быть, это поможет на несколько минут. Не поможет – выпейте еще один стакан воды, но в конце концов все равно придется съесть хотя бы яблоко или морковку, для того чтобы заполнить пустоту в желудке и «удовлетворить» те вкусовые рецепторы, которые находятся непосредственно в его стенках.

Существуют специальные приемы, когда хирурги отрезают часть желудка особо тучному человеку. Или хотя бы устанавливают на желудок кольцо, которое не дает ему слишком растягиваться, и человек действительно начинает меньше есть.

Еще один вариант обмана рецепторов желудка: съесть некую псевдопищу, например таблетки из целлюлозы, которые, по сути, представляют собой кусочки прессованной туалетной бумаги. Человек глотает эту таблетку, она внутри разбухает, как памперс, и желудок чувствует: «Я что-то съел». При этом сигнал от желудка становится слабее. В принципе, это может помочь некоторым людям контролировать свой процесс питания.

Сейчас даже предлагается вживлять в тело специальные электроды, которые подавляют электрические сигналы, идущие от желудка к мозгу, чтобы за счет таких специальных хирургических имплантационных техник, сдерживать ощущение голода.

Если с центром голода или с центром насыщения что-то случается, то пищевое поведение животного или человека радикально меняется.

Классические эксперименты еще в середине прошлого века проведены на кошках. Некоторым из них разрушали центр голода, а другим – центр насыщения. Если разрушить латеральный гипоталамус, центр голода, то сигналов о дефиците пищи вообще не возникает. И кошка просто не хочет есть, становится дистрофичной, поскольку у нее не запускаются программы пищевого поведения. А животные с разрушенным центром насыщения будут есть, пока влезает (и пока переполненный желудок не начнет подавать болевые сигналы), и все равно останутся голодными…

Иногда недоношенные дети рождаются с такой дисфункцией гипоталамуса, когда они не хотят есть и не плачут от голода. Мама сначала радуется: «О, какой тихий и спокойный достался!» – а потом, естественно, начинает тревожиться. В этом случае надо просто кормить младенца по часам и не забывать делать это регулярно. К счастью, сосательный рефлекс в любом случае срабатывает, даже если выключен центр голода («аппетит приходит во время еды»). Как правило, через два-три месяца гипоталамус созревает, и блок пищевого поведения начинает работать нормально.

Еще один вариант нарушений наблюдается, когда у взрослого человека происходит микроинсульт в центре голода. Микроинсульты и вообще инсульты – это события, которые выключают какие-то области мозга. Инсульты бывают разными. Например, когда тромбируется сосуд, какая-то часть мозга перестает получать кислород и выключается – это более легкий вариант, называемый «ишемический инсульт». Хуже – геморрагический инсульт, когда сосуд лопается, и кровь, вытекая, повреждает окрестные нервные клетки. Для нейронов кровь – ядовитая жидкость (в ней много белков со свойствами пищеварительных ферментов). Даже порвавшийся микрососуд может вызвать довольно заметное изменение поведения, в частности выключение чувства голода. И наоборот: если микроинсульт случится в зоне, связанной с пищевым насыщением, – вентромедиальном ядре, тогда человек или животное все время будут ощущать сильнейший голод, у них возникнет патологический аппетит и набор веса.

Если человек весит 150–200 кг, это можно списать на фастфуд, обильное неправильное питание, плохие привычки, нарушение обмена веществ. Но когда кто-то весит 300–400 и более килограммов – это, конечно, уже проблемы с гипоталамусом. Такие люди постоянно ужасно голодны, и им очень тяжело живется. Широко известна история мексиканца Мануэля Урибе, у которого до 20 лет было нормальное пищевое поведение, но затем он стал ощущать постоянный жуткий голод. Анализ показал, что у него случился микроинсульт в вентромедиальном гипоталамусе, и дальше он только и делал, что ел, набрав вес почти в 600 кг.

Если немного серьезнее посмотреть на баланс голода и насыщения, то оказывается, что, помимо так называемых фазических факторов, есть еще и тонические.

Фазическими называют сигналы, которые действуют здесь и сейчас, и они уже через минуту-две могут выключиться. Они обусловлены концентрацией глюкозы в крови и сигналами от пустого желудка. Тонические факторы определяют баланс голода и насыщения в течение дней, недель, месяцев.

Влияние гормональных факторов. Анаболизм и катаболизм

Главнейшими тоническими факторами являются гормоны. Наиболее известен из них лептин – гормон, который выделяется нашей жировой тканью. Именно с лептином связывают глобальный баланс энергии в нашем организме. Баланс того, что называют анаболизмом и катаболизмом (рис. 2.2).

Анаболизм – это процессы синтеза органических веществ, которые в итоге приводят к росту организма и набору массы. Необязательно это жир, это могут быть, например, мускулы. Недаром есть спортивные допинги, так называемые анаболические стероиды, которые позволяют быстро наращивать мышечную массу.

Рис. 2.2. Основные факторы, влияющие на центр голода и энергетический баланс организма. На рисунке не показано воздействие на процессы катаболизма гормонов стресса, половых гормонов, тироксинов

Катаболизм – это процессы распада органических веществ, которые приводят к потере массы и энергии. Кстати, греческая приставка «ката» означает движение вниз. Например, «катаклизм» дословно переводится как падающий сверху вниз поток воды, который все очищает. В этом смысле наводнение или цунами – это катаклизм, а вот землетрясение или извержение вулкана – нет.

Во всяком случае, катаболизм отвечает за снижение, потерю массы тела. Получается, что с катаболизмом связаны центры насыщения (а еще – состояние стресса и высокая двигательная активность), а с анаболизмом, напротив, центры голода и «экономии сил».

Клетки жировой ткани, вырабатывающие лептин, называются адипоциты. Адипоциты находятся прежде всего в подкожной жировой клетчатке, они выполняют важную функцию – запасают липидные молекулы. Сама по себе идея – запасти жир – в целом хорошая, поскольку, когда наши предки эволюционировали, еды вечно не хватало. Поэтому, если пища появлялась, ее надо было съесть. Было правильно, что она в организме запасается. А потом, в плохие времена, эти запасы будут обязательно использованы.

К счастью, человек не относится к категории медведей или сурков, которые каждую осень становятся в несколько раз тяжелее, а потом во время зимней спячки вес сбрасывают. У нас такого механизма нет, мы как потомки тропических обезьян активны круглый год, и какого-то сезонного, явного набора массы не происходит. Но тем не менее небольшое количество жира необходимо.

Например, если женский организм становится совсем худым, то даже овуляции останавливаются. Без нормальных лептиновых сигналов яичники перестают вырабатывать яйцеклетки, потому что половая система «понимает»: такой тощий организм все равно не сможет выносить ребенка.

В норме каждая клеточка жировой ткани выделяет лептин. Получается, что общая концентрация лептина в крови – это информация о том, сколько есть запасов в организме. Поскольку мы произошли от обезьян-древолазов, слишком большая масса тела для нас – это нехорошо. Толстая обезьяна рано или поздно сломает ветку, упадет и разобьется.

Именно лептиновый сигнал тормозит центры голода, а лептин служит основным ограничивающим фактором, который глобально («тонически») следит за нашим весом.

Если вы начинаете толстеть, то в норме лептиновый сигнал ограничивает ваш аппетит, и вес останавливается на какой-то разумной цифре.

Проблема в том, что лептин – белковый гормон, а белки – это большие, крупные молекулы, которые с трудом проходят в мозг. Между нашей кровью и мозгом существует специальный клеточный барьер. Он называется гемато-энцефалический барьер, сокращенно ГЭБ. Этот барьер служит для того, чтобы ненужные вещества из крови в мозг не проникали. Различные мелкие молекулы в кровь в основном попадают из пищи; белковые молекулы являются результатом деятельности печени, эндокринных желез. Если бы все эти вещества преодолевали ГЭБ, то деятельность нервных клеток слишком легко бы нарушалась. Поэтому в мозг проходят (а точнее, транспортируются, активно переносятся) избранные соединения. Глюкоза, конечно, хорошо проходит, она главный источник энергии. Белок лептин с трудом проникает в мозг, для этого имеется специальная транспортная система. С возрастом лептин преодолевает ГЭБ все хуже и хуже. Соответственно, сигнал адипоцитов не достигает гипоталамуса, и люди после 40 лет часто начинают набирать вес. Вывод: важно всегда быть осознанными потребителями пищи, особенно с возрастом.

Если мозг генетически не чувствителен к лептину, а такое бывает, то голод силен прямо с рождения. Существуют дети, у которых нет реакции на лептин, они с младенчества начинают катастрофически толстеть, и уже в восемь-десять лет могут достичь массы 100 и более килограммов. Существует идея использования лептина в качестве препарата, лекарства для контроля веса. Но, поскольку это белок, эффекта добиться весьма сложно. Даже если лептин вводить внутривенно, совсем немного этого вещества дойдет до мозга. А лептин в виде таблеток будет просто разрушен в желудке и кишечнике и в кровь даже не проникнет.

Помимо лептина, за последние десять лет открыт целый ряд других гормонов, регулирующих баланс центров насыщения и центров голода. Можно отметить грелин – молекулу, которая выделяется пустым желудком. Оказалось, что пустой желудок не только передает по нервам электрические сигналы в центр голода, он еще и выделяет гормональный фактор.

Грелин усиливает чувство голода, и с ним сейчас работают не менее активно, чем с лептином, поскольку если мы сумеем снизить концентрацию грелина в крови, то понизим общий уровень голода.

Возможно, ученым удастся разработать вакцину, которая позволит подавить грелиновый сигнал.

Грелин, нейропептид Y, меланокортины, орексин – все эти гормоны очень «нежно» и аккуратно работают внутри гипоталамуса, регулируя баланс насыщения и голода. Это пока еще малоизученная область физиологии мозга и физиологии питания.

Впрочем, на потребление пищи и чувство голода влияют и самые обычные, всем известные гормоны. Например, гормоны щитовидной железы – тироксины. Щитовидная железа выделяет важнейшую группу гормонов, которые регулируют общую интенсивность обмена веществ в организме. То, сколько каждая конкретная клетка потребляет глюкозы, насколько активно «сжигает» ее и получает энергию, зависит от тироксинов. Чем их больше, тем интенсивнее сгорает пища. Человек, у которого щитовидная железа работает мощно, худой, поджарый и все время хочет есть. Такой человек может съедать хоть 15 гамбургеров в день и, скорее всего, не потолстеет. У него все уходит в тепло и движения. Правда, слишком много тироксина тоже нехорошо, потому что возбуждение организма доходит до степени, когда могут возникнуть нервозность, гипертония, бессонница. Поэтому все хорошо меру. Но в принципе избыток тироксина – это не очень страшная беда.

Хуже, когда щитовидная железа работает плохо и в организме мало тироксинов. Вот тогда человек вялый, выглядит одутловато. Несмотря на то что он не очень много ест, почти вся пища откладывается про запас. И на уровне психических процессов недостаток тироксина провоцирует вялость, депрессивные состояния. Недаром эндокринологи говорят, что не менее половины случаев депрессии начинаются с того, что у человека плохо работает щитовидная железа.

Вывод: если жизнь перестала вас радовать, то сначала надо пойти к эндокринологу, а уже потом к психотерапевту. Может быть, достаточно просто попить таблетки с тироксинами. Тироксины, в отличие от лептина, представляют собой маленькие, прочные молекулы, которые прекрасно проходят из кишечника в кровь, и далее – через ГЭБ в мозг.

Адреналин и кортикостероиды (прежде всего кортизол) – это гормоны надпочечников. Они всегда есть в организме на фоновом, нормальном уровне. Кортикостероиды больше связаны со стрессом, во время которого их выделяется очень много. Но, в принципе, чем больше их в крови, тем организм активнее сжигает энергию.

Еще помогают сжигать питательные вещества половые гормоны, а также гормон роста. Все они работают на то, чтобы лишняя энергия не накапливалась, и это помогает контролировать вес.

Усложняет ситуацию то, что существуют суточные и сезонные ритмы выделения гормонов, а значит, чувства голода. У кого-то сильный голод может возникнуть посреди ночи. У женщин дополнительно имеются месячные ритмы потребления пищи. Но сложнее всего разобраться с потреблением пищи во время беременности и кормления грудью.

Что мы едим? Макрокомпоненты питания

Все знают, что, пища состоит из жиров, белков и углеводов. Давайте посмотрим на них с точки зрения мозга.

Углеводы – это молекулы – источники энергии, тот «бензин», на котором работает каждая наша клетка и организм в целом. Главный углевод – глюкоза, вещество, которое растения синтезируют в процессе фотосинтеза. А дальше мы как животные отнимаем этот углевод у растений, съедаем его, и каждая наша клеточка получает энергию. Когда мы едим что-либо сладкое, то получаем глюкозу или похожую на нее фруктозу в чистом виде; но чаще мы потребляем полимер глюкозы крахмал.

Растения предпочитают запасать глюкозу именно в виде крахмала, поэтому очень многие компоненты пищи являются крахмалосодержащими. Суточная доза углеводов – 200–300 граммов при умеренной физической нагрузке. Если у вас совсем плохо с физической нагрузкой и вы целый день сидите за компьютером, то потребность в углеводах может быть еще меньше. А если, наоборот, у человека большая нагрузка, например он копает ямы целыми днями, то у него может быть потребность в углеводах до 500 граммов в сутки.

Примерно 300–400 граммов глюкозы хранятся в печени и мышцах. То есть примерно двухсуточный запас глюкозы мы носим с собой. Поэтому, если вы вдруг решите похудеть и уже целые сутки героически ничего не едите, не надейтесь: до запасов жира ваш организм еще не доберется. Он будет расходовать запас глюкозы. Жир идет в дело только на 3–4 сутки.

Жиры, или липиды – это тоже энергия, а также строительный материал. В сутки человеку нужно примерно 60–80 граммов жиров, 80 граммов – при высокой нагрузке, 60 граммов – при умеренной. А если физическая нагрузка совсем маленькая, то цифру можно дальше уменьшать. Помимо того, что жиры – это энергия, они еще и строительный материал. Из углеводов мы почти ничего не строим, а из жиров строим мембраны всех клеток. С точки зрения этой функции гораздо большую ценность имеют растительные жиры. Они как строительный материал нам существенно лучше подходят, это более гибкие молекулы. А животные жиры – это прежде всего энергия.

Поэтому выбор между сливочным маслом и подсолнечным достаточно очевиден в пользу подсолнечного масла, которое состоит из более подвижных, гибких молекул. Именно из них можно собрать гибкие клеточные мембраны. Это необходимо, потому что любое наше движение связано с деформацией клеток, а значит, мембраны должны быть гибкими, эластичными.

Белки. Их взрослому человеку нужно примерно от 60 до 80 граммов в сутки.

Белки, как известно, состоят из аминокислот. Двадцать типов аминокислот входят в состав каждого белка. Примерно половину из них мы не умеем синтезировать сами и должны получать с пищей. Кстати, мы не умеем делать и молекулы, похожие на растительные жиры. Подобные компоненты пищи, которые наши клетки не умеют сами синтезировать, называют незаменимыми. Это отдельная тема, она немного обидная, поскольку мы считаем себя венцом эволюции, а на самом деле десятки веществ не умеем сами вырабатывать, а просто должны съедать. Дрожжи, например, или кишечная палочка все нужные им вещества умеют синтезировать.

Дело в том, что животные по ходу эволюции действительно потеряли множество ферментных систем, которые создают, например, витамин А или часть аминокислот, просто потому, что это имеется в пище и настоятельной потребности в синтезе данных молекул не было. Все, что нужно, можно было съесть. Если какой-нибудь вариант синтеза терялся, это проходило незаметно. Но с развитием цивилизации, когда пища во многом стала искусственной, это стало очень заметно, человечество вплотную столкнулось с авитаминозами и т. п.

Диетологи теперь говорят: «Есть белки полноценные и неполноценные». Неполноценные белки все 20 аминокислот в правильной пропорции не содержат, а полноценные – содержат. Полноценные – это те белки, которые имеют прежде всего животное происхождение. Приближаются к ним по качеству белки бобовых. А вот злаки уже не очень полноценные: их белки нужно есть с избытком, чтобы «набрать» достаточно каждой из аминокислот. Однако избыток белков в пище также не полезен, поскольку выделяется много азотсодержащих отходов их распада.

Зачем мы едим? Распознавание вкуса пищи

Питание позволяет решить две задачи: получить энергию и строительные материалы для синтеза новых клеток, для возобновления и ремонта уже имеющихся. Энергия – это прежде всего глюкоза. Поэтому в ходе эволюции возникли специальные чувствительные белки-рецепторы – настроенные на глюкозу и сходные с ней молекулы. Эти белки появляются уже у одноклеточных (у инфузорий, например). У рыб они распределены по всей поверхности тела; у сухопутных позвоночных находятся в первую очередь на языке.

Сладкий вкус – это сигнал о том, что в пище есть глюкоза или похожие на нее вещества. А раз есть глюкоза, значит, есть энергия, и это хорошо.

В итоге наш мозг так врожденно сконфигурирован, что появление глюкозы в пище вызывает не только запуск пищевых рефлексов на уровне продолговатого мозга и моста, но и положительные эмоции на уровне гипоталамуса и базальных ганглиев.

Сигнал от вкусовых центров продолговатого мозга и моста поднимается в гипоталамус, таламус и далее – в островковую кору больших полушарий (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Уровни передачи вкусовой информации: А – вкусовые рецепторы языка; Б – вкусовые центры ствола головного мозга (продолговатый мозг и мост; таламус и гипоталамус); В – вкусовой центр коры больших полушарий (островковая доля); показана также передача кожной чувствительности от языка в переднюю часть теменной доли (постцентральная борозда)

На рисунке показана также передача кожной чувствительности от языка в переднюю часть теменной доли (постцентральная борозда).

Выделяют четыре классических вкуса: кислый, сладкий, горький, соленый. Каждый из них говорит о том, что в пище есть какие-то полезные вещества или, наоборот, слишком много каких-то вредных веществ.

Но четыре вкуса – это далеко не все. Мы знаем и о существовании других вариантов вкуса, в частности реакции на глутамат. Или, как говорят еще, на белковый вкус.

На самом деле про белковый вкус человечество знает уже больше века, но почему-то до сих пор этот факт часто преподносят как некую научную новинку.

Глутамат – основная часть молекулы глутаминовой кислоты, которая в числе 20 других аминокислот составляет белки. Именно глутамата больше всего в любом белке. Появление вкуса глутамата в пище означает, что мы едим белок, а это значит, что едим «строительные материалы». Белки у нас используются в основном для того, чтобы строить свой собственный организм. Получается, что глутамат – это хорошо.

Поэтому появление глутамата в пище тоже вызывает положительные эмоции, нравится нам, и мы ищем и предпочитаем такую еду.

Глутамат уже более 100 лет используют в качестве пищевой добавки. Почему-то он иногда называется «усилитель вкуса». Но никакой он не усилитель, он сам по себе источник мощного глутаматного (белкового) вкуса. Глутаматом богаты сыр, мясо, грибы; много глутамата в морской капусте, соевом соусе. Все эти продукты украшают нашу жизнь, делают блюда более вкусными. Глутамат можно просто купить в больших супермаркетах в чистом виде. Если посыпать им любую еду, она действительно станет для нас вкуснее. Например, посыпали вареную капусту – и уже вкус у нее такой, как будто капусту в мясном бульоне сварили, а это приятно.

Когда кто-то нападает на применение глутамата, называет его очередной «белой смертью», тут, как правило, палка перегибается. Потому что глутамат, глутаминовая кислота, – это вещество, которое содержится в самых обычных белках. В сутки с обычной едой мы получаем 5–10 граммов глутамата. Поэтому, если вы добавили в блюдо еще 2–3 грамма, никакого вреда от этого не будет.

Однако в больших количествах это вещество может вызывать определенные проблемы. По иронии судьбы глутамат, глутаминовая кислота, – одновременно главный возбуждающий медиатор нашего мозга. Не менее половины нейронов (а в коре больших полушарий, по некоторым оценкам, до 80 %) передают сигналы за счет выделения в синапсах глутамата. Поэтому, когда глутамат определили как медиатор, некоторые исследователи очень долго не могли, не хотели в это верить. Как может вещество, которое мы едим ежедневно в таких больших количествах, вдруг выполнять в мозге столь тончайшую и важнейшую функцию? Но оказалось, что это так. Данная проблема решается за счет того, что упомянутый гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) очень плохо пропускает глутамат. Получается, что тот глутамат, который мы съели, и тот, который в мозге, – это разные глутаматы. Химически это, конечно, одна и та же молекула, но проход через ГЭБ для пищевого глутамата обычно закрыт.

Тем не менее, если вы одномоментно съели 5, а то и 10 граммов глутамата, какие-то его количества в мозг могут проникать и действовать возбуждающе. Переедание обогащенной глутаматом пищи может привести к сердцебиению, повышению давления крови, всплескам эмоций. Вывод: не надо переедать глутамат. Это явление диетологи и медики в свое время назвали «синдром китайского ресторана», поскольку в восточных – японской, китайской – кухнях действительно очень много используется соевого соуса и других подобных приправ, серьезно обогащенных глутаматом. И если, например, у человека и без того гипертония, ему в такие рестораны нужно ходить с большой осторожностью. С другой стороны, в строго контролируемых экспериментах эффекты пищевого глутамата, как правило, не обнаруживаются. Так что вопрос остается открытым (как в случае других пищевых аминокислот, обладающих потенциальной нейротропной активностью, – глицина, триптофана, тирозина). Горький вкус – зачем он вообще нужен? Когда мы ощущаем во рту что-то неприятное, то, как правило, сразу, выплевываем эту еду. Откуда этот рефлекс, зачем он нужен? Оказывается, определенные клетки на языке, которые чувствительны к горькому вкусу (а их больше всего на корне языка, в самой глубинной части ротовой полости), эти клетки реагируют на так называемые растительные алкалоиды. Горький вкус вызывают растительные токсины – молекулы, которые растения в ходе эволюции придумали для того, чтобы защищаться от травоядных. Это, по сути, яды разной степени тяжести.

Растения защищаются токсинами от травоядных животных. А травоядным нужно эти токсины различать, чтобы не отравиться. Поэтому и появились рецепторы горького вкуса (у человека их 43 типа), которые реагируют на появление токсинов. И они, соответственно, останавливают жевание, глотание и заставляют нас выплевывать еду, если у нее неприятный горький вкус.

Конечно, чуть-чуть горького порой украшает вкус блюда, делает его более интересным. Например, многие любят кофе без сахара или горький тоник. Но много горького вкуса никто не выдержит, это будет очень сильный «удар» по центрам отрицательных эмоций. Кто не пробовал, может сорвать листик алоэ и пожевать его хотя бы 5 секунд. Гарантирую, что этот опыт вы запомните на всю оставшуюся жизнь, потому что такая сильная горечь впечатляет и запоминается.

Еще один ключевой вкус – это вкус NaCl.

Концентрация поваренной соли в крови – очень важный показатель. Натрий нужен для нормальной работы сердца и нервных клеток.

Судя по всему, наши предки, тропические обезьяны, жили в условиях постоянного дефицита натрия. Калия, еще одного важнейшего минерального элемента, в растительной пище много, и его дефицит не возникает. Натрия же в «изначальной» еде человечества было маловато, а он организму нужен. Поэтому частью вкусовой системы стали рецепторы, реагирующие на соленое и позволяющие эффективно находить источники натрия. В итоге слегка подсоленная еда для нас приятнее, чем совсем без соли.

Конечно, избыток NaCl нарушает обменные процессы, и поэтому пересол – плохо. Но в меру соленая пища – хорошо. Поэтому называть NaCl «белой смертью» – явное преувеличение, и в сутки для нормальной работы организма нам нужно 5–7 граммов поваренной соли.

Еще, конечно, нам нужна вода. Не очень давно обнаружили, что у нас на языке есть специальные водяные – аквапориновые рецепторы. Оказалось, что это молекулы, которые родственны молекулам, работающим у нас в почках и помогающим формировать мочу. Эта система водного обмена связана и с языком, и с ощущением того, что мы пьем воду.

Главным «управителем» этого процесса также является гипоталамус. В средней зоне гипоталамуса рядом с центрами голода и пищевого насыщения находится центр жажды, который постоянно измеряет концентрацию NaCl в крови.

Если для глюкозы идеал – это 0,1 %, то для NaCl – 0,7–0,8 %. Соответственно, если соли слишком много, мы ощущаем жажду, надо попить воды. А если соли слишком мало, то нам хочется съесть чего-нибудь солененького. Вкусовые предпочтения меняются в зависимости от обстоятельств. Сигналы из гипоталамуса (в форме гормона вазопрессина) уходят к почкам, которые меняют концентрацию мочи, для того чтобы стабилизировать содержание NaCl в организме.

Одно из последних открытий в области физиологии вкуса – обнаружение рецепторов жирного. Их нашли сначала у белой крысы, а в 2015 году – у человека. Да, жирная пища вкуснее, чем нежирная. Жиры не только источник энергии, но и важнейший строительный материал для формирования мембран наших клеток; и «правильные» растительные жиры с гибкими молекулами не могут заменить ни углеводы с белками, ни даже жиры животного происхождения.

Целостное восприятие вкуса

Итак, на языке есть специальные небольшие возвышения, которые называются вкусовыми сосочками. В состав сосочков входят вкусовые почки – скопления клеток, чувствительных к разным типам вкуса. Помимо горького, кислого, соленого, сладкого, мы знаем о существовании белкового вкуса и о реакции на воду. Недавно открыты также «жирные» рецепторы.

Сигнал от языка, от ротовой полости передается сначала в продолговатый мозг и мост. Здесь находятся центры, связанные с врожденным восприятием вкуса и запуском реакций жевания, глотания, слюноотделения, выплевывания. После продолговатого мозга и моста вкусовая чувствительность через таламус, который является главным информационным фильтром головного мозга, передается в кору больших полушарий. Центры вкуса находятся у нас, напомним, в островковой доле. Там на дне боковой борозды расположены нейроны, воспринимающие вкусовые сигналы (см. рис. 2.3, В).

Но то, что мы называем «целостным восприятием вкуса», на самом деле не только вкусовые сигналы. Сюда же нужно добавить обонятельную информацию и кожную чувствительность.

Целостное вкусовое восприятие – это соединение трех потоков сигналов: собственно вкуса, запаха (когда у нас насморк, пища становится почти безвкусной) и кожной чувствительности (температура еды и ее консистенция – сухое или мокрое, вязкое, размер комочков и др.).

К этому добавляется целый ряд ощущений, которые мы традиционно считаем вкусовыми, но на самом деле они кожные. Это ощущения, связанные с пряностями и с ментолом. На самом деле ощущения от перца, горчицы, корицы, ванили, ментолового холодка относятся к кожной чувствительности. Это легко проверить. Например, перцовый пластырь или горчичник, приклеенный на спину, тоже жжется, хоть и не так сильно, как на языке. Встречаются ментоловые шампуни – нанесешь такой шампунь на голову, и голове становится холодно, так там много ментола. Это примеры кожной чувствительности.

Важнейшую роль в процессах вкусовой чувствительности, как уже неоднократно упоминалось, играет гипоталамус. Особенно когда мы говорим о потребностях и эмоциях, об эмоциональном восприятии пищи.

В гипоталамус поступает сигнал о том, едим мы хорошую или плохую пищу. В результате генерируются положительные эмоциональные сигналы, позитивный эмоциональный фон, который подталкивает кору больших полушарий запоминать, что мы сделали, чтобы так удачно поесть. И наоборот: у нас возникает отрицательная эмоция, если мы съели что-то не то. Тогда кора больших полушарий запоминает, чего в дальнейшем делать не стоит и какой продукт лучше не есть.

Память об отравлениях у нас крайне прочная. Вы могли в два-три года чем-то отравиться и уже давно об этом не помните, и даже ваши родители об этом забыли, а ваш гипоталамус и кора больших полушарий помнят. И вам почему-то до сих пор не нравится, например, рыба, или помидоры, или еще что-то. Так что если вы не любите какой-то тип пищи, то это часто бессознательная (подсознательная) память о каких-то детских отравлениях. Либо это какая-то (скорее всего, уже бывшая) пищевая аллергия, когда ваша иммунная система на помидоры или рыбу реагировала как на вторжение инфекционных агентов и возникали воспаления. Диатез у детей, который порой приобретает совершенно катастрофические формы, связан именно с этим.

Встречаются и более тяжелые варианты пищевой патологии, например целиакия, но это специальная тема.

Пища как источник положительных эмоций

Пища – это самый надежный источник положительных эмоций. И эти эмоции настолько приятны, что мы порой предпочитаем их всем остальным.

Хороший кусок еды в надлежащее время с гарантией вызовет у вас положительные эмоции, и это замечательно! Несмотря на все сложности жизни, бутерброд нас всегда выручит. Это в числе прочего крайне важно с точки зрения глобального баланса между центрами положительных и отрицательных эмоций.

Иными словами, у нас в гипоталамусе и базальных ганглиях находятся нейроны, которые генерируют положительные эмоции по самым разным поводам. Одни и те же нейроны могут возбуждаться и когда вы хорошо поели, и когда избежали какой-то опасности, или узнали что-то новое, или вас поцеловала любимая девушка. В этих случаях почти всегда одни и те же нейроны работают.

Также существуют нейроны, которые работают как генераторы негативных эмоций. Нормальная деятельность мозга, как уже было сказано, это постоянный баланс между центрами положительных и отрицательных эмоций. Потому что, если будет слишком много отрицательных, возникает состояние, называемое депрессией (жизнь не радует). Слишком много положительных тоже нехорошо: существо в эйфории, весело бегающее где попало и не обращающее внимания на опасности, тоже долго не проживет. Должен быть какой-то оптимальный баланс. Положительные эмоции от еды вносят очень серьезный вклад в этот баланс.

Если человек плохо ест: недоедает, еда у него невкусная или он на диете, то этот баланс может нарушаться, и тут недалеко до депрессии. Поэтому, пожалуйста, будьте аккуратнее с диетическими экспериментами.

Проблема депрессии – всеобщая проблема. Из всех вариантов нарушений деятельности психики именно депрессии наблюдаются чаще всего. Главная опасность депрессии, конечно, состоит в том, что человек может дойти до суицида – состояния, когда жизнь кажется такой отвратительной, что проще ее прекратить.

Некоторые люди решают проблему депрессии просто: идут к холодильнику и начинают есть. Можно, конечно, пойти к психотерапевту, можно принимать антидепрессанты, а можно много и вкусно есть. Но в этом случае, конечно, надо следить за весом. По большому счету, различные диеты и рекомендации, такие как: не есть после шести вечера, или есть сегодня только зеленое, а завтра – только оранжевое, или что-нибудь еще – они все разработаны для того, чтобы человек меньше ел.

Всемирно известная балерина Майя Плисецкая хорошо ответила на вопрос, как ей удается сохранять стройную фигуру: «Сижу не жрамши». Это самая простая и понятная диета! Все ухищрения, которые предлагают диетологи, связаны с тем, чтобы съесть за единицу времени меньше калорий.

А конечный результат – похудеете вы или нет – будет зависеть от двух очень простых вещей: сколько энергии вы ввели в организм и сколько потратили.

Даже если организм питается только капустой, но при этом очень мало двигается, все равно он будет толстеть и накапливать жир. Надо обязательно двигаться.

Несколько лет назад я был в гостях у своих друзей во Флориде. Мы посетили реку, где зимуют ламантины. Они похожи на тюленей, но тюлени – хищники, а это травоядные животные, морские коровы. Ламантины едят только траву и при этом очень медленно двигаются. Они очень толстые и больше всего похожи на огромные кожаные диваны (в длину вырастают до 6 м). Главный вывод, который я вынес из наблюдения за ламантинами: даже если живое существо ест одну капусту, но мало двигается, оно все равно растолстеет. Поэтому движение, конечно, очень важно.

Ограничение питания – путь к депрессии?

В тяжелых случаях при депрессиях используют антидепрессанты, которые возбуждают центры, генерирующие положительные эмоции. В этих центрах в качестве медиаторов работают норадреналин, дофамин, серотонин. Работу центра голода, а также баланс положительных и отрицательных эмоций регулируют и другие молекулы, например кофеин, никотин.

Как кофеин, так и никотин обладают действием, которое снижает ощущение голода. С этой точки зрения эффекты курения более коварны. Набор веса, после того как человек бросил курить (и вводить в организм никотин), происходит практически обязательно, потому что центры голода становятся более активированными. Показано, что у нас на центрах голода есть чувствительные молекулы, которые реагируют на никотин. Человек, который бросил курить, в среднем прибавляет 3–4 кг, так как никотин ранее подавлял его аппетит.

Препараты-антидепрессанты в основном активируют системы норадреналина, дофамина, серотонина. Но оказалось, что антидепрессанты заодно еще и подавляют активность центра голода; легкие антидепрессанты способствуют похуданию. При их приеме некоторым становится легче переносить ощущение голода и постоянной пустоты в желудке. Но такие лекарства отпускаются только по рецептам. И это хорошо, так как вещества с антидепрессантным действием – серьезные препараты, которые основательно влияют на мозг, и, для того чтобы похудеть, их использовать не рекомендуется.

Для нас еда является настолько важным компонентом жизни и источником положительных эмоций, что попытки ограничить питание – реальный путь к депрессии.

Именно поэтому манипуляции с едой используются в экспериментах на животных, для того чтобы моделировать депрессию. А моделировать депрессию на животных нужно, чтобы искать новые антидепрессанты, придумывать все более эффективные лекарственные препараты. Перед тем как антидепрессанты пойдут в клинику, они испытываются на экспериментальных животных, это обязательное условие.

Весьма просто создать у животных депрессию за счет различных манипуляций с питанием. Например, лабораторным крысам вначале дается много сладкой и жирной еды. Более половины крыс при свободном доступе к такой пище «срываются», начинают есть ее с избытком и толстеют. Если теперь отнять у крыс эту еду, у них начнется реальная депрессия.

Как можно эту депрессию обнаружить? Существуют стандартные поведенческие тесты, которые показывают, что крыса стала более депрессивной. Один из них – так называемое принудительное плавание, когда животное помещают в емкость с водой и дальше смотрят, как оно себя ведет. Нормальная, активная крыса, с активной жизненной позицией будет активно плавать, пытаться выбраться из воды. Депрессивная крыса вяло повисает в воде: «Жизнь не удалась…» Она, конечно, не тонет, потому что крысы легкие существа, но явных попыток выбраться из емкости с водой не происходит. И мы понимаем: у нее депрессия. Если антидепрессант, который вы разрабатываете, действует, то депрессивные крысы, которым его дали, начнут бодро плавать и к ним вернется «активная жизненная позиция».

Итак, самый главный медиатор, который отвечает за положительные эмоции, – это дофамин. На дофаминовых нейронах сходятся самые разные виды удовольствия: от еды, от безопасности, от новизны, от контакта с противоположным полом, от того, что вы погладили маленького ребенка по голове. Дофаминовые нейроны собирают все подобные сигналы, и, если их синапсы работают неправильно, возникает масса проблем. Избыточная активность дофаминовой системы в коре больших полушарий, например, это предпосылка шизофрении.

Если же дофаминовая система врожденно (из-за индивидуальных генетических особенностей) плохо работает, то такой мозг не добирает положительных эмоций, и такие люди склонны к депрессии, к тому, чтобы объедаться и набирать лишний вес. Эти же люди более склонны к алкоголизму, наркомании, другим типам зависимостей.

Когда в мозге нарушен правильный баланс между положительными и отрицательными эмоциями, люди, сами того не осознавая, пытаются восстановить его за счет того, что больше едят, или постоянно играют в компьютерные игры, или употребляют наркотики.

В случае когда человек попадает в серьезную наркотическую зависимость и ощущает мощное удовольствие от наркотика, он часто вообще забывает о еде. Так, все героино- и морфинозависимые пациенты очень худые, истощенные, и у них много проблем с кишечником.

Выученное пищевое поведение

Когда мы едим что-нибудь сладкое, или слегка подсоленное, или белковое, то в гипоталамусе по врожденно заданным механизмам возникают положительные эмоции. Дальше эти положительные эмоции – сигналы об удовольствии за счет выделения прежде всего дофамина – поднимаются в кору больших полушарий. На этом фоне те нейроны коры, которые обеспечили правильное пищевое поведение, прочнее запоминают только что реализованные программы. То есть мозг сохраняет информацию о том, каким образом он получил вкусный кусочек пищи.

От исходного поведения, основанного на каких-то врожденных нейронных дугах, мы постепенно переходим к выученному пищевому поведению – учимся добывать еду. Этот процесс можно наблюдать у ребенка с первых же дней жизни.

Один из первых навыков, формирующихся у младенца, – поиск источника молока, когда его еще только подносят к груди. Очень быстро сосательный рефлекс возникает не на прикосновение к губам, а чуть раньше – в ситуации, когда его просто взяли на руки. Потому что мозг новорожденного уже в возрасте двух недель в курсе: «Сейчас будут кормить». Позже ребенок выясняет, как выглядят бутылочка с молоком и каша, и то, что кашу едят ложкой, и как управлять этой ложкой, чтобы попало в рот, а не размазалось по лицу, и т. д.

В какой-то момент мы узнаем, как выглядят популярные бренды и логотипы еды. Например, «Макдоналдс». Как-то мне одна студентка рассказала: «Я себя поймала, как павловская собака, на пищевом условном рефлексе. Я внезапно застала свой мозг за таким занятием: стою посреди улицы, мои глаза смотрят на большую букву М, а во рту – слюна». Даже если центры мышления заняты чем-то возвышенным, в это время другие отделы мозга так и норовят запустить пищевое поведение. Вы вообще можете прийти в себя только в тот момент, когда уже расплачиваетесь за гамбургер.

Возьмем для примера обучения успешному пищевому поведению виноградную улитку, которая учится находить пищу. Молодая улитка вначале пользуется только врожденными программами. Она просто ползет и все пробует. И если у какой-то ягодки или листика хороший вкус и запах, то она их ест. В результате нейросети улитки формируют ассоциацию между запахом и вкусом пищи. Опытная улитка, почувствовав запах еды, из этой точки пространства уже не уползет, будет целенаправленно искать пищу и, скорее всего, найдет ее.

Вот зачем нужно учиться: какие-то сигналы, которые раньше не запускали поведение, теперь его запускают. Эти сигналы мозг запоминает на фоне положительных эмоций.

Примерно так же ведет себя маленький ребенок. Все, кому приходилось иметь дело с младенцами, видели, что, когда они ползают, они все себе в рот засовывают. Идет постоянная «дегустация» окружающего мира и поиск возможной пищи. И в тот момент, когда вкусовые рецепторы говорят: «О, сладенькое!» или «О, белковое!» – начинается поедание. В этот момент к врожденным пищевым программам присоединяется обучение. Ведь любая еда – это не только вкус, но и запах и внешний вид (зрительные сигналы). Иногда даже звуковые сигналы (например, слова: «молоко», «каша»). Все это запоминается и оказывается очень полезным для более успешной реализации пищевого поведения и удовлетворения пищевой потребности.

Реклама еды. Формирование условных рефлексов

Когда специалисты по рекламе пытаются сделать, чтобы потребители выбирали и покупали ту или иную еду, они, по сути, формируют у нас условные рефлексы (как у собаки академика Павлова). Соответственно, основная задача рекламы – создать положительные эмоции. Самый простой способ рекламы пищевой продукции – просто показать довольного жующего человека и то, что он ест. Мы видим, что ему вкусно, зеркальные нейроны у нас работают, включается подражание. Когда на картинке человек с наслаждением кусает, жует, хрустит чем-то съедобным, со стороны это классно выглядит, и слюна у всех зрителей течет. Значит, картинка запомнилась.

Более эффективный и изящный вариант рекламы – когда к пищевой потребности добавляют какую-нибудь еще. Например, к рекламе конфеты с названием «Ну-ка, отними!» добавлено оборонительное поведение. На картинке показано, что кто-то защищает свои вкусные конфеты. Когда потребитель видит картинку, на которой девочка не дает конфетку собаке, он понимает, что это означает: «Конфеты такие вкусные, что я их не отдам даже этому милому песику».

Дополнительный эмоциональный всплеск вызывает запоминание образа продукта и, соответственно, повышает вероятность его покупки.

Так что не всегда потребности конкурируют друг с другом, можно сделать так, чтобы одна программа помогала другой. Самые «продвинутые» маркетинговые ходы объединяют разные потребности, и те, которые помельче, работают на некую главную программу. Классика усиления любой рекламы – это новизна. Например, когда нам не просто показывают прекрасный и свежий йогурт, а говорят: «новый йогурт», «новый вкус». Получается, что исследовательское поведение в данном случае не будет конкурировать с пищевым, а наоборот, вольет в него дополнительную энергию. А если поедание нового йогурта идет в кругу счастливой семьи, тут положительных эмоций оказывается еще больше… И все это для того, чтобы, как писал И. П. Павлов, «исходно незначимый стимул стал значимым».

Еда как объект искусства

Любая потребность, в том числе пищевая, может быть основой вдохновения художников, поэтов, писателей. И стать объектом искусства.

Так, на картинах Франса Снейдерса, фламандского живописца, мастера натюрмортов и анималистических композиций, все настолько правдоподобно нарисовано, что зоологи приходят в восторг от его произведений. Они смотрят, например, на картину «Рыбная лавка» и делают вывод: «Вот какие тюлени водились у берегов Европы в XVII веке!» Настолько точно этот и подобные художники все рисовали, что генетики используют подобные картины для сопоставления с современными, уже изрядно промутировавшими или измененными селекцией цветами, собаками или канарейками.

Ныне здравствующий английский рекламный фотограф Карл Уорнер создал новый жанр фотоискусства под названием «Фудскейп». Он составляет необычные пейзажи из продуктов: берет большой стол и выкладывает на него слои всяческих продуктов, создавая композиции. Дальше находит уникальную точку и снимает, например, морской пейзаж. Филе лососей, окунь, сельдь, макрель, устрицы и мидии, омары и моллюски, морская капуста и овощи служат материалом для создания картины. Очень впечатляюще выглядит! Кстати, основная цель творчества Карла Уорнера – это пропаганда здорового питания.

Недавно появилось еще одно интересное направление, которое называется «молекулярная кулинария». Желающим предлагают стать исследователями в мире продуктов. Берутся обычные продукты и обрабатываются с помощью методов биохимии и молекулярной биологии. При этом продукты экстрагируют, выпаривают, замораживают, поливают жидким азотом и получают что-то совершенно невообразимое, но съедобное. Дорого, интересно, радует нашу вкусовую систему.

И еще одна новинка, которая, как мне кажется, обязательно станет популярной, – пищевые 3D-принтеры, печатающие то, что захотел или придумал заказчик. Только вместо разноцветных чернил в них заряжены ингредиенты, из которых вы хотите составить свое пирожное или бифштекс.

Александр Сергеевич Пушкин, как известно, весьма любил поесть и хорошо разбирался в кулинарии. В «Евгении Онегине», например, воспеваются трюфели как «роскошь юных лет». Или в «Письме Соболевскому» он советует другу:

У Гальяни иль Кольони

Закажи себе в Твери

С пармазаном макарони,

Да яишницу свари…

Остерегайтесь переедания

Пища – это прекрасно, но у нашего пищевого поведения есть и «темная сторона» – обжорство и чревоугодие. В произведениях Иеронима Босха чревоугодие показано как один из смертных грехов. Данте Алигьери поместил обжор в третий круг ада. Из этого очевидный вывод: в питании надо опасаться крайностей.

Голод – это тот хлыст, который подстегивает нас, не давая сидеть на месте. Если голод не ощущается, то и не поймешь, что пора искать еду. Голод – базовая потребность, и она досталась нам в наследие с незапамятных времен, когда действительно нужно было бороться за каждую калорию. Соответственно, у нас нет какой-то явной ограничивающей питание физиологической системы. В наличии скорее система текущего контроля: как не съесть что-нибудь ненужное, вредное. Тут работает вкусовой анализатор, и ему на помощь приходят центры положительных эмоций, которые учат нас все более эффективно получать пищу. Пока мы в детском возрасте, нам помогают родители, а потом уже самим приходится добывать «хлеб насущный». А затем – не только для себя, но и для собственных отпрысков. По мере взросления мы должны становиться все более искусными добытчиками пропитания, а это возможно только при обучении. Обучение же эффективно, если присутствуют положительные эмоции.

В современном мире, когда еда есть рядом зачастую в неограниченном количестве (в развитых, конечно, странах), мы попадаем в плен к положительным эмоциям и легко начинаем переедать, есть слишком много. Во-первых, просто потому, что вкусно и удовольствие гарантировано. В-вторых, при стрессе или депрессии переедание почти естественно используется для компенсации негативных эмоций. В итоге за собственным питанием нужен глаз да глаз. Если у вас проблемы с весом, то обязательно надо следить за потребляемыми калориями.

Пока что нет таблетки, которая взяла бы и выключила центр голода. И если кто-то такую таблетку обещает вам дать, то она, скорее всего, обладает наркотикоподобным действием, действует на дофаминовую или никотиновую системы и вызывает привыкание, зависимость.

Просто так переложить заботу о нашем весе на фармакологов не получится. И борьба как за калории, так и против них остается ежедневной задачей каждого человека.

Глава 3. Мозг и любопытство

Что такое любопытство?

Любопытство – одна из самых главных программ, вставленных в человеческий мозг. Мы действительно очень любопытны, и для нашего мозга новая информация – это отдельный источник положительных эмоций. Разберем, в каких формах проявляется любопытство и какие нервные структуры при этом работают.

Любопытство – потребность в новой информации плюс проявление этой потребности на поведенческом уровне.

Как любое поведение, реакции, связанные с любопытством, сбором новой информации, могут протекать как рефлекторный ответ на внешние стимулы либо запускаться изнутри организма. Во втором случае мы говорим о явном проявлении потребности.

С рефлексами (реакциями на стимулы) все достаточно просто: это самый легко изучаемый тип поведения. Когда появился какой-то стимул, например кто-то крикнул или чихнул, мы поворачиваем голову, чтобы посмотреть, в чем дело. Или кто-то прикоснулся к нашему плечу, и мы смотрим, кто это. Во врожденных рефлекторных дугах нейроны, отвечающие за подобные действия, соединены по неким генетически заданным принципам. Это кодируется на уровне ДНК, никакого особого обучения не нужно.

Более сложная и эволюционно продвинутая ситуация – когда поведение запускается изнутри мозга. Именно в этом случае мы говорим о нарастании потребности. Потребность способна вызвать реакцию, в том числе поиск новой информации, даже при отсутствии внешних стимулов.

Потребность в новизне может возникать, когда мозг почему-то решил, что не хватает информации, чтобы, например, удовлетворить пищевую потребность или половую потребность. Вот тогда поиск новой информации, новых сигналов и, шире, новых возможностей будет предварительным этапом для удовлетворения потребностей, связанных с выживанием, размножением, питанием и тому подобное. Получается, что в нервной системе возникает некое внутреннее состояние, которое и запускает поведение, направленное на поиск новых стимулов. Такое поведение мы называем проявлением любопытства.

Потребности часто конкурируют, поскольку поведение в каждый момент времени целесообразнее направлять на удовлетворение одной из них.

Скажем, любопытно, но страшно или любопытно, но лень. Реже две потребности работают в одном направлении, например выбор новой еды или нового партнера для размножения (эффект Кулиджа[[9] ]).

Если вспомнить классификацию потребностей по А. Маслоу, то потребность знать, понимать и исследовать находится на самой ее вершине. Эта потребность относится к тому, что Маслоу назвал духовными потребностями личности, что, конечно, очень лестно для поведения, связанного с любопытством. Но надо знать, что многие реакции, связанные со сбором новой информации, появляются в эволюции очень рано.

По классификации академика П. В. Симонова потребности делятся на три группы: витальные, зоосоциальные и саморазвития. Каждая потребность базируется на деятельности определенных мозговых центров. Уже рассмотренное пищевое поведение, например, относится к витальным программам.

Исследовательские программы, когда сбор новой информации производится как бы впрок, явно направлены в будущее. П. В. Симонов отнес их к потребностям саморазвития.

Например, когда ребенок впервые видит лягушку, он проявляет явное любопытство. Для него лягушка – не пищевой объект, и он ее, как правило, не боится, но зато ему очень интересно!

В случае программ саморазвития мозг реализует реакции как бы наперед, и биологический смысл любопытства состоит в формировании более точной картины мира, более успешном прогнозировании событий и, благодаря этому, в реализации более адаптированного к внешней среде поведения.

Исследовательское поведение – очень яркий пример программ саморазвития. Действительно, в тот момент, когда мы собираем новую информацию, мы еще не знаем, пригодится она нам, не пригодится и для чего пригодится. Но сам по себе сбор новой информации – это хорошо, интересно и важно, и мы испытываем положительные эмоции. Биологически это означает, что чем больше знаний об окружающем мире имеет мозг, тем адекватней и точнее его поведение. Поэтому различные программы, связанные со сбором новой информации, появляются в эволюции очень рано и далее усложняются вплоть до самых «возвышенных» вариантов, которые свойственны только человеческому мозгу.

Типы исследовательского поведения

Программы, связанные с любопытством у животных, можно разделить на три уровня.

● Первый уровень (самый древний) обеспечивает ориентировочный рефлекс. Ориентировочный рефлекс – врожденная программа, которую описал еще И. П. Павлов и назвал рефлексом «что такое?». Это любопытство в его самой простой форме. Нейронные сети, обеспечивающие ориентировочный рефлекс, находятся в среднем мозге.

● Второй уровень – поисковое поведение. Это активное поведение в условиях неопределенности, когда организм исследует новую территорию для того, чтобы решить некую проблему. Например, в аудиторию входит опоздавший человек и ищет, где можно присесть. Его поведение подчиняется данным программам, он смотрит во все стороны и движется к свободному месту. Это типичный вариант такой реакции, связанной с перемещением в пространстве. Для реализации поискового поведения нужно идти, бежать, то есть происходят сгибания рук и ног, которые являются базой поискового поведения. Структура, которая их запускает, называется субталамус. Находится она в задней части промежуточного мозга, на границе таламуса и гипоталамуса.

● Третий уровень – это манипуляции с предметами. Слово «манипуляция» происходит от латинского manus – «рука». Манипулируем мы, когда наши пальцы работают, когда мы хотим посмотреть, что находится внутри некоего объекта, раскрутить, разобрать незнакомый или знакомый предмет. Такого рода программы характерны для линии эволюции обезьян (приматов). За манипуляции с предметами отвечает кора больших полушарий, а точнее, двигательная кора, расположенная в задней части лобной доли.

Центры исследовательских реакций в мозге человека

Для того чтобы запускалось исследовательское поведение, направленное на сбор новой информации, нужно, чтобы сам факт проявлений новизны был детектирован. Отдельные нейроны, группы нейронов, нейронные комплексы работают на то, чтобы сравнивать имеющуюся информацию с вновь поступающей. И если в этой вновь поступающей информации есть что-то необычное, что данному организму ранее не встречалось, тогда срабатывают разные варианты исследовательского поведения.

Чтобы реализовался ориентировочный рефлекс, анализ сенсорной информации ведет верхняя часть среднего мозга – четверохолмие.

Для реализации поискового поведения и сбора информации «в новом месте» очень важна старая кора (прежде всего гиппокамп). Результаты манипуляции с предметами оценивает так называемая поясная извилина – область новой коры больших полушарий, которая относится к лимбической доле и находится на внутренней поверхности полушарий над мозолистым телом. Поясная извилина очень важна для оценки результатов любого поведения, а также для генерации эмоций, связанных с успехом либо неудачей поведения.

В конце главы мы обсудим те проявления любопытства, которые характерны только для человека и связаны с речевой сферой. Ведь наш мозг так устроен, что положительные эмоции нам приносят не только манипуляции с предметами, но «манипуляции» со словами – от шуток и каламбуров до высших проявлений творчества.

Ориентировочный рефлекс

Посмотрите на рисунок среднего мозга в поперечном срезе (рис. 3.1, вверху). В его верхней части расположены холмики четверохолмия (1), которые являются древними зрительными и слуховыми центрами. Сюда непрерывно приходят сигналы от сетчатки и внутреннего уха, и нейроны четверохолмия сравнивают поток, который сейчас есть, с тем, который был, например, 0,2–0,3 секунды тому назад. Если произошло некоторое изменение, тогда запускается уже упомянутый ориентировочный рефлекс. Он заключается в повороте глаз, головы и, если нужно, всего тела в сторону нового сигнала. Чтобы это сделать, четверохолмие передает информацию на глазодвигательные центры (2) и мотонейроны, управляющие мышцами шеи туловища.

Рис. 3.1. Вверху: поперечный срез через средний мозг человека. Обозначения: 1 – четверохолмие; 2 – глазодвигательные центры; 3 – покрышка среднего мозга, а также схема нейронной сети, реагирующей на появление нового стимула. Внизу: ДН – нейрон-детектор новизны, ТИ – тормозный интернейрон

У позвоночных с каждым глазом связано целых шесть мышц, которые должны очень слаженно работать, вращая глаз, в том числе для того, чтобы реализовалось исследовательское поведение. Пять из шести глазодвигательных мышц управляются мотонейронами, расположенными в нижней части среднего мозга, и лишь шестая – мотонейронами моста. Кроме того, сигнал из четверохолмия уходит на область, которая называется вентральная покрышка, или просто покрышка среднего мозга (3). Это очень важная зона, здесь находятся нервные клетки, которые отвечают за положительные эмоции, возникающие во время восприятия новизны.

Увидеть, услышать, каким-то иным образом ощутить что-то новое – важно, интересно и позитивно для организма. Центр этого позитива – вентральная покрышка, и аксоны ее нейронов поднимаются в большие полушария – как в кору, так и в базальные ганглии.

Медиатором при этом является дофамин – главнейшая молекула, отвечающая за наши положительные эмоции.

Ориентировочный рефлекс – самый древний вариант любопытства. Если вы подойдете к аквариуму и постучите по стеклу, то у рыбок тоже глаза повернутся, и они посмотрят, в чем дело. Если кто-то из идущих сзади вас по улице шумно споткнется, вы обязательно повернетесь и посмотрите, что случилось. И сделаете это раньше, чем осознаете шум. Ориентировочный рефлекс запускается с уровня, который не очень подчиняется большим полушариям. С помощью осознанного контроля его порой непросто блокировать, сохраняя «невозмутимость» в ситуациях, когда вокруг происходит что-то интересное, важное, необычное.

Четверохолмие состоит их пары верхних и пары нижних холмиков. Верхние холмики – самый древний зрительный центр нашего мозга, сюда приходит информация от сетчатки, а нижние, соответственно, самый древний слуховой центр. Эти центры не анализируют детально зрительные и слуховые сигналы, а просто сравнивают то, что было совсем недавно, с тем, что сейчас воздействует на организм. Если фиксируется изменение, тогда и запускается ориентировочный рефлекс. Кроме зрительных и слуховых сигналов, сюда, в четверохолмие, приходят и другие сенсорные сигналы. Например, кожная чувствительность: если кто-то вас потрогает за плечо, вы повернете глаза и голову, пытаясь понять, что случилось. Или, например, когда появляется новый запах, человек начинает крутить головой, для того чтобы собрать больше информации.

Сбор новой информации – первейшая цель ориентировочного рефлекса.

Когда мы поворачиваем глаза и голову в сторону нового звука, мы приводим нашу зрительную и слуховую систему в оптимальное положение. Например, если в углу комнаты что-то зашуршало и зашевелилось, то надо на этот объект посмотреть, тогда сетчатка (а точнее, ее центральная зона) детально просканирует изображение. Уши при этом окажутся на равном расстоянии от зашуршавшего объекта, при котором оптимальным образом считывается звуковая информация, ее частотные характеристики, лучше всего определяется направление на объект. У многих млекопитающих с каждым ухом связано по нескольку мышц, и они очень хорошо двигают ушами, определяя область источника звука даже без поворота головы. Когда мы окликаем лошадь или собаку, хорошо видно, что их уши поворачиваются в сторону звука, то есть идет локация, к тому же каждым ухом отдельно. Лошадь может одним ухом вас слушать, а вторым – прислушиваться к звукам в другой части конюшни. У человека движение ушами сохранилось лишь в рудиментарной форме: пользы уже никакой, но выглядит забавно.

На нейронном уровне четверохолмие неплохо изучено. Еще в прошлом веке здесь были обнаружены нейроны, названные детекторами новизны. Такие нейроны отвечают за сравнение текущего сигнала с тем, который был «только что» – доли секунды назад (на схеме в нижней части рис. 3.1 обозначены ДН – детекторы новизны). Сенсорный сигнал передается на ДН по двум каналам – напрямую и через тормозный интернейрон (ТИ). Запуск ориентировочного рефлекса происходит при несовпадении этих информационных потоков.

Если сенсорный сигнал не меняется, то прямой вход на детекторы новизны и вход через тормозный интернейрон «обнуляют» друг друга: торможение компенсирует возбуждение. Однако если сигнал внезапно усилится, то в возбуждающем синапсе тут же начнет выделяться больше медиатора. А тормозный синапс немного отстанет, поскольку сигнал на ТИ, как видно на схеме, попадает через цепочку возбуждающих интернейронов, а каждый синапс – это задержка во времени на 5–10 и более миллисекунд. А тормозный синапс отреагирует позже, поскольку сигнал на ТИ, как видно на схеме, попадает через цепочку возбуждающих нервных клеток. Каждый синапс – задержка во времени на 5–10 и более миллисекунд, и тормозная «копия» немного запаздывает. В итоге при резком усилении сенсорного сигнала возбуждение на детекторе новизны превышает торможение. Превышает на короткое время, но его вполне достаточно для того, чтобы вызвать электрические импульсы на мембране ДН и запустить собственно ориентировочный рефлекс.

Мы рассмотрели самый простой вариант нейросети, реагирующий на новизну. Она работает только тогда, когда сигнал появляется или резко усиливается. В четверохолмии присутствуют и более сложные нейронные системы, реагирующие на уменьшение интенсивности сигнала, на движение источника сигнала в пространстве и др. Четверохолмие – блок нервной системы, который позволяет изучать любопытство на самом простом уровне (мозг рыб, амфибий), хотя этот уровень, конечно, свойственен и человеческому мозгу.

Еще раз подчеркнем значимость положительных эмоций. Конфеткой вы не всегда плачущего ребенка утешите, а новой игрушкой – почти наверняка. Наш мозг очень любопытен, в том числе и на уровне среднего мозга.

Теперь немного подробнее о движениях глаз. Наши глаза выполняют два основных типа движения – слежения и саккады (быстрые скачки). В их основе врожденные программы, на которые «накладывается» обучение в первые месяцы жизни. Это обучение реализует древняя часть мозжечка – червь, который уже упоминался в первой главе, в связи с автоматизацией вестибулярных рефлексов.

Анализ движений глаз позволяет в деталях отследить реализацию ориентировочного рефлекса и понять, как перемещается взор при рассматривании того или иного объекта. Эта информация помогает определить, какие части картинки более важны для человека, а какие – менее важны, в какой последовательности считывается визуальная информация, с какой скоростью и так далее В прошлом веке движения глаз записывались на кино- и видеопленку, а потом анализировались весьма сложным образом. Сейчас же существуют так называемые ай-трекеры – видеокамеры с адаптированными программами, которые сразу строят схему как слежений, так и саккад и анализируют их параметры.

Так, можно видеть, что при рассматривании профиля человека основное внимание уделяется носу, глазам, губам, то есть субъективно существенным элементам картинки. Если анализировать, как читается текст, можно получить следующее: взор прыгает в начало строки (крупная саккада), а далее не движется непрерывно от буквы к букве, а делает примерно шесть-семь небольших скачков (мини-саккад), за которые строка прочитывается целиком.

Все это очень интересно и важно для современных задач, связанных, например, с маркетингом, компьютерной техникой. Так, исследователь может объективно оценить, как клиент рассматривает страницу рекламного сайта. Насколько интересны и привлекают взор ключевые элементы изображения, такие как контактная информация и название фирмы. Просматриваются ли они? Насколько долго на них задерживается взгляд?

Можно организовать визуальное поле неудачно, и тогда важная информация не будет доходить до пользователя. А можно выстроить картинку так, чтобы взор обязательно оказывался в некоторых существенных точках. Можно исследовать возрастные, половые и социальные различия.

Оценка процесса рассматривания картинок – «окно» в бессознательное.

Показано, что женщины и мужчины по-разному рассматривают рекламу кроссовок, надетых на полуобнаженную девушку. Мужчины совсем не смотрят на кроссовки и не помнят название бренда (в маркетинге такое отвлечение от основного рекламируемого объекта называют «эффектом вампира»). А женщины все-таки смотрят на кроссовки. Они уделяют им почти такое же внимание, как и особенностям фигуры фотомодели.

При выборе одного товара из нескольких покупатель обычно берет тот продукт, на котором первым остановился его взор. Причем это происходит в течение первой же секунды рассматривания полок. Далее «сканирование» зрительного пространства может продолжаться, но анализ показывает, что в это время высшие центры коры всего лишь обосновывают тот выбор, который уже реализован на бессознательном уровне.

Подобные исследования является частью очень интересной современной науки, которая называется нейромаркетинг.

Поисковое поведение

Переходим к следующему блоку мозга, связанному с поисковым поведением и с перемещением в пространстве. Это прежде всего субталамус – структура, которая находится между таламусом и гипоталамусом, в задней части промежуточного мозга.

Вначале немного поговорим о таламусе и гипоталамусе. Оба они работают с новой информацией. Гипоталамус – главный центр эндокринной и вегетативной регуляции, отвечающий за множество биологических потребностей: голод, жажда, страх, агрессия, половая и родительская потребности.

Таламус – центр, фильтрующий сигналы и обеспечивающий кору больших полушарий актуальной информацией (по сути – центр внимания). Работая по заказу коры больших полушарий, таламус из огромного сенсорного потока выделяет, например, в первую очередь зрительные сигналы или вначале слуховые или тактильные. Это называется произвольным вниманием. Но таламус учитывает и сигналы четверохолмия. Четверохолмие, как уже упоминалось, детектирует новую информацию, но сигнал от детекторов новизны не только запускает ориентировочный рефлекс, а также идет в таламус. И таламус именно этой информации открывает проход в кору больших полушарий, которая отвлекается от текущей деятельности и детально анализирует новый сигнал.

С точки зрения некой текущей деятельности, которой человек занимается, например обдумывание нового проекта, решение математической задачи, такое отвлечение, конечно, не очень уместно. Еще И. П. Павлов указывал, что отвлечение мешает процессам обучения, и назвал его «внешнее торможение». Но, поскольку это действительно новая информация, сигнал о том, что кто-то идет мимо или сосед начал долбить стенку перфоратором, получает приоритет, и кора больших полушарий вынуждена заниматься анализом именно нового сигнала (непроизвольное внимание).

Гипоталамус – один из главных генераторов эмоций. Помимо уже перечисленных центров потребностей, в гипоталамусе находятся центры положительных и отрицательных эмоций. Часть положительных эмоций, которые генерируются при узнавании нового, имеют гипоталамическое происхождение.

Кроме того, гипоталамус как центр многих потребностей зачастую служит для субталамуса источником активации.

Субталамус – центр поискового поведения, он отвечает за запуск и ускорение локомоции (перемещения в пространстве).

Очень важно, что исследовательское поведение часто предшествует удовлетворению какой-то актуальной потребности. Захотелось есть – нужно встать и пойти искать еду. Стало тревожно – нужно встать и изменить место в пространстве. Захотелось размножаться – нужно поискать потенциального партнера, может быть, он совсем недалеко.

Совершить какое-то действие, например встать и пойти поискать, – это очень важный начальный компонент в процессе удовлетворения большинства потребностей. Получается, что центры многих потребностей сбрасывают активирующий сигнал на субталамус, и он в итоге запускает перемещение в пространстве. В ходе этого перемещения собирается новая информация. Узнавание чего-то нового – это сам по себе источник положительных эмоций, но из этой информации выбираются те сигналы, которые позволят удовлетворить неотложную потребность. Например, пищевую или потребность в безопасности. Эти сигналы направляют траекторию движения, и, таким образом, вероятность удовлетворения потребности растет.

Получается, что локомоция является начальной стадией на пути удовлетворения очень многих потребностей. При этом сама локомоция и те сигналы, которые собираются по ходу перемещения в пространстве, тоже являются источником положительных эмоций. Соответственно, для того чтобы перемещаться в пространстве, нужно сгибать ноги или лапы или махать крыльями.

С удовольствием перемещаются и ищут что-то новое все высшие позвоночные. Иногда это поиск информации в чистом виде. Запустите кошку в новую квартиру – она обойдет все помещение, обнюхает все углы, соберет полные сведения о новом пространстве на всякий случай. Напомним, что это программы саморазвития. Мало ли что может быть в этом новом месте: может быть, еда, а может, опасность. Даже если не будет ничего очевидно важного, все равно сбор новой информации – это позитив.

Для запуска локомоции субталамус передает сигналы к центрам передних и задних конечностей (рук и ног – у человека), которые находятся в шейных и поясничных сегментах спинного мозга. Кора больших полушарий без проблем управляет субталамусом (произвольный контроль локомоции). Также на него влияют центры различных потребностей, в том числе исследовательской, эмоции и даже стресс.

Поисковое поведение открывает программы удовлетворения многих потребностей. И наоборот, отсутствие поиска – это чаще всего нехорошо. Этот случай, кстати, можно описать русской пословицей «Под лежачий камень вода не течет». Для того чтобы какая-то из ваших потребностей удовлетворилась, нужно хотя бы встать и куда-то пойти. Хотя бы изменить свою локализацию в пространстве, а это невозможно без ритмичного сгибания и разгибания конечностей.

Субталамус оказывает на центры передних и задних конечностей спинного мозга общее тоническое воздействие. Пока млекопитающее или человек неподвижен, активность нейронов субталамуса мала: не более 10–20 импульсов в секунду. В тот момент, когда из субталамуса начинают поступать импульсы с частотой 30–40 Гц, включается шаг, представляющий собой сгибание и перенос вперед последовательно каждой из четырех конечностей.

Если понаблюдать, как это происходит у кошки или собаки, мы увидим, что все начинается, как правило, с одной из задних лап (например, с правой). Сначала эта лапа перемещается вперед, потом движется передняя конечность с той же стороны, затем задняя левая, передняя левая, и цикл замыкается, опять движется задняя правая. Данный цикл способен многократно повторяться. При этом нервное возбуждение движется «по восьмерке», и животное идет. Замкнутый контур «задняя правая → передняя правая → задняя левая → передняя левая» – врожденная локомоторная программа. Соответствующие связи с рождения существуют в спинном мозге, и сигнал только переходит с центра на центр. Из головного мозга поступает лишь общая активирующая команда. Эти древние программы работают у всех наземных позвоночных, начиная с амфибий (например, тритонов). Они существуют и у человека. Именно поэтому мы машем руками (причем с отставанием от перемещения ног), когда ходим.

Содружественные движения рук, от которых человеку нет никакой видимой пользы, являются, по сути, физиологическим рудиментом. Они достались нам от наших четвероногих предков и возникают, поскольку «по восьмерке» активируются центры спинного мозга. А если вы захотите не махать руками при ходьбе, придется тратить на это дополнительную нервную энергию. Получается, что проще махать руками, чем не махать. Вот так люди и ходят, демонстрируя, что когда-то их предки перемещались на четырех лапах.

Шаг – это самый медленный способ локомоции. Существуют другие, более быстрые варианты перемещения в пространстве. При дальнейшей активации субталамуса (до частоты разрядов 50–70 Гц) спинной мозг дает команду перейти на рысь, и организм начинает одновременно сгибать заднюю и диагональную переднюю лапы. За этим (при частоте разрядов 80–100 Гц) начинается еще более быстрый аллюр – галоп, при котором одновременно сгибаются две задние и две передние конечности, плюс мощно разгибается спина.

Люди из-за своей двуногости нормально галопировать не способны, поэтому даже наши олимпийские чемпионы в спринте бегают рысью. Хотя, когда маленькие дети учатся ползать и бегать на четвереньках, они пробуют все перечисленные аллюры, так как упомянутые замкнутые нейронные контуры врожденно существуют в нашем спинном мозге. Галопирование у человека – это бег в мешках. А еще имеется стиль плавания, который называется баттерфляй. Это, по сути, галоп в воде. Дельфины и киты тоже плавают галопом («прыжками»), изгибая тело сверху вниз. А рыбы так не могут, они плавают, изгибаясь в горизонтальной плоскости.

Немного поговорим о конкуренции потребностей. Итак, есть любопытство и положительные эмоции, которые возникают, когда мы узнаем что-то новое. Но при этом, поскольку одновременно работают центры других потребностей, любопытство зачастую может с ними вступать в конфликт. Оно конкурирует с ленью и, что часто встречается, с оборонительным поведением. Интересно, но страшно; страшно, но интересно.

Например, услышав невдалеке звуки драки, человек автоматически оценивает баланс между любопытством и потенциальной опасностью. «Точка равновесия» такого баланса индивидуальна для каждого конкретного мозга. Соотношение между тревожностью и стремлением к новизне – очень важная личностная характеристика. Психологами предложена модель «Большой пятерки», в которой структура личности рассматривается через призму экстраверсии, нейротизма, доброжелательности, добросовестности, а также открытости опыту. Первый и особенно последний факторы очевидно связаны с исследовательским поведением, любопытством; второй – с программами страха и тревоги.

Можно работать с соотношением исследовательских и оборонительных программ и в случае экспериментальных животных. Существуют специальные тесты, используемые физиологами для того, чтобы оценивать действенность лекарственных препаратов, уменьшающих тревожность (транквилизаторов). Один из таких тестов выглядит как платформа в виде знака плюс – крестообразный лабиринт, подвешенный на высоте около 1 м. Два противоположных рукава лабиринта прикрыты с боков стенками (в них относительно темно и комфортно); другие два рукава лишены боковых стенок и ярко освещены. Если посадить крысу в самый центр, то сначала она уходит в темный отсек: там более безопасно. Но, поскольку крысы любопытны почти так же, как и люди, животное довольно быстро начинает посещать открытые рукава. Им там интересно, но страшно. И, когда смелость кончается, крыса опять прячется в один из темных отсеков. Тест длится 10 минут, и по соотношению времени, которое животное провело в темных и светлых отсеках, определяется уровень тревожности крысы (чем он выше, тем меньше времени она проводит в светлых рукавах). Если крысе дать препарат, уменьшающий тревожность, – транквилизатор (или, иначе, анксиолитик), она может стать более «оптимистичной» и больше времени проводить на открытых рукавах. Все это исследователи оценивают, проводя статистический анализ не одного, а, как правило, нескольких десятков грызунов. И, опираясь на результаты такого анализа, могут рекомендовать ту или иную молекулу транквилизатора для дальнейших испытаний в клинике.

С использованием уменьшающих тревожность препаратов важно не переборщить, поскольку, если сделать существо абсолютно бесстрашным, ему будет нехорошо. Должен сохраняться разумный баланс исследовательского и оборонительного поведения. Хорошие транквилизаторы очень аккуратно уменьшают именно тревожность, а любопытство само по себе не активируют. Но баланс меняется, и мы видим, что животные действительно больше времени находятся на светлых рукавах.

У людей стремление собирать новую информацию, как и любая другая потребность, может быть выражено «в пределах нормы», а может проявляться слишком слабо. В этом случае мы говорим: «Какой нелюбопытный человек, вообще ничем его невозможно заинтересовать». А бывает, что желание новизны приобретает слишком активированную форму, тогда человек становится непоседливым: поработал на одной работе и бросил, когда стало скучно. Ищет другую и тоже бросает. Пожил в одном городе – стало скучно, переехал в другой. Такие люди могут в конце концов стать бродягами, так как им вообще не нужно ничего стабильного. Перемещение в пространстве для них – важнейший источник положительных эмоций. Вдобавок это перемещение сцеплено с тягой к свободе. В клинике это называется дромомания, то есть патологическое стремление к перемене мест.

Им овладело беспокойство,

Охота к перемене мест… –

писал А. С. Пушкин про Онегина. Значит, и у Евгения был приступ дромомании.

Если рассматривать с этой точки зрения русские народные сказки, то, конечно, классическим «непоседой» является Колобок, который и от бабушки ушел, и от дедушки ушел, и очень долго от всех уходил, пока все не кончилось печально. Кстати, Колобок тем не менее вызывает у нас симпатию своей непосредственностью, неуемным любопытством и стремлением убежать куда-то за горизонт…

Структуры мозга, обеспечивающие поисковое поведение

Гиппокамп и кратковременная память. Новую информацию, которая проникает в мозг во время поискового поведения, например во время обхода и исследования новой территории, оценивает прежде всего гиппокамп – очень важная структура, часть старой коры больших полушарий и главнейший центр кратковременной памяти.

Благодаря гиппокампу поисковое поведение подкрепляется положительными эмоциями, если приносит новую информацию.

Находится гиппокамп у человека в глубине височной доли (рис. 3.2, вверху).

У нас в височных долях правого и левого полушарий расположены два гиппокампа. Аксоны нейронов каждого из них собираются в специальную структуру, которая называется свод. Информация по своду, переключаясь в промежуточном мозге, в конце концов достигает новой коры больших полушарий. А поступает она в гиппокамп также из новой коры, переключаясь сначала в поясной извилине, а затем в зубчатой извилине.

Рис. 3.2. Структуры больших полушарий, участвующие в исследовательском поведении: гиппокамп, поясная извилина, nucleus accumbens. Схема снизу позволяет четче представить, что гиппокамп – это парная структура, расположенная в глубине височной доли

Гиппокамп является главнейшим центром кратковременной памяти. В нем находится довольно большое число нейронов, которые реагируют на эмоционально значимые и новые сигналы таким образом, что нейросети, использующие свод, записывают память об этих сигналах на несколько часов. Это можно еще назвать памятью текущего дня, которая начинает формироваться с утра, а ночью, во время сна, как правило, стирается. Тогда гиппокампальная информация либо пропадает совсем, либо перезаписывается в долговременную память.

Исходно гиппокамп в ходе эволюции возникает именно как структура, связанная с локомоцией и перемещением в пространстве. Изначальная его функция – это запомнить траекторию движения. Например, вышло животное из норки и пошло сначала прямо, потом немного направо, потом опять прямо, а потом немного налево. Именно это записывается в гиппокампе, для того чтобы в случае необходимости можно было быстро вернуться домой (и желательно – по кратчайшему пути).

Итак, гиппокамп возник именно для записи пространственной памяти. У лягушек и ящериц гиппокамп в основном этим и занимается. На уровне птиц и млекопитающих он начинает работать со зрительными и слуховыми сигналами.

Появляется гораздо больше сенсорных входов, но все равно важнейшей характеристикой событий и стимулов, которые записываются в гиппокампе по ходу дня, является, конечно, новизна. В нем в первую очередь сохраняется новая эмоционально значимая информация.

Гиппокамп в поперечном срезе похож на морского конька. Ippos в переводе с греческого языка означает «лошадь, конь». У нейроанатомов прошлых веков была очень причудливая фантазия, они иногда весьма неожиданно называли разные структуры. На рис. 3.2. внизу изображены два гиппокампа человека и их своды.

Что характерно для гиппокампа как структуры, связанной с новизной и кратковременной памятью? Во-первых, у него довольно небольшая информационная емкость. Что характерно и для компьютеров. Всем известно, что оперативная память в компьютере обычно гораздо меньше, чем постоянное запоминающее устройство. Гиппокамп – это наша оперативная память. Поэтому этой оперативной памяти может не хватить, например, на запоминание материала третьей или четвертой лекции за день. Первая лекция воспринимается со «свежей головой», на второй уже могут начаться проблемы. Эту особенность еще называют эффектом музея.

Представьте себе, что вы пришли в Эрмитаж или в Лувр, ходите по залам и любуетесь картинами, скульптурами, интерьером, и вначале все вам кажется прекрасным. Так длится час или два, на третий час вам становится хуже, и скоро картины Рубенса и Тициана начинают сливаться в однотипное мясистое пятно и хочется куда-нибудь уйти, например в буфет. Конечно, у всех разный мозг, и у некоторых такие замечательные гиппокампы, что эти любители прекрасного могут пять-шесть часов ходить по Лувру без проблем. Но такие люди попадаются редко, обычно пары часов в музее уже достаточно.

О работе гиппокампа и сновидениях. Сновидения, видимо, частично являются результатом ночной переработки информации гиппокампом.

Как уже упоминалось, информация в гиппокампе обычно хранится в ходе текущего дня, а ночью она либо переписывается, либо теряется. Похоже, как если бы человек набрал файл в программе Word, а потом забыл его сохранить и выключил компьютер. И этот файл пропал. Примерно так же с гиппокампом: для того чтобы информация записалось надолго, необходимо нажать кнопочку Save. Это означает, что из гиппокампа информация должна переписаться в долговременную память, а это другие зоны мозга, прежде всего нейросети новой коры. Сновидения, которые мы видим, очень часто являются следствием такой работы гиппокампа и перезаписи кратковременной памяти в долговременную. Чем интересней был день, тем больше сновидений ночью и дольше так называемая парадоксальная фаза сна.

Гиппокамп и нейронные «карты местности». Для организма новизна – это хорошо, так как осваиваются и изучаются новые территории, в мозге возникают их «отражения» («латентное обучение»). Но слишком много новизны – плохо, так как, если животное уходит очень далеко, растет риск заблудиться.

В 2014 году именно за работы с гиппокампом и связанными с ним структурами (прежде всего энторинальной корой), которые «строят карты», была вручена очередная Нобелевская премия по медицине и физиологии. Все Нобелевские премии имеют краткую формулировку, в данном случае она звучит так: «За открытие системы нервных клеток, которая позволяет ориентироваться в пространстве». Доказано, что гиппокамп содержит «нейроны места» и участвует в запоминании траектории движения, а энторинальная кора (зона недалеко от обонятельных центров) накладывает такую траекторию на систему координат, привязанную к глобальным ориентирам и сигналам от системы мышечной чувствительности (оценка длины пройденного пути). И когда два этих блока информации соединяются, мозг получает возможность сократить дорогу, причем не только «обратно», но и «туда». Это позволяет экономить силы, более эффективно уходить от опасности, преследовать добычу и так далее.

Впрочем, все, как всегда, несколько сложнее, и наряду с гиппокамп-зависимыми формами пространственного обучения выделяют гиппокамп-независимые (в том числе – наблюдаемые в клинике при двустороннем повреждении «морского конька»).

Манипуляция с предметами

Переходим к третьему варианту исследовательского поведения, основное содержание которого составляют манипуляции с предметами. Очевидно, что для того, чтобы это делать, нужна рука. В основе термина «манипуляция» лежат латинские слова – manus (рука) и pleo (наполняю).

Человек не просто проходит мимо предмета и осматривает его со всех сторон, а берет его в руки, начинает вертеть, раскручивать, разламывать. Это очень важное умение человека и человеческого мозга. Такое же свойство есть у обезьяньего мозга и еще у енотов-полоскунов, потому что еноты много взаимодействуют с предметами и у них очень ловкие кисть и пальцы.

Манипуляция – эволюционно новый вариант исследования мира. Информация получается путем взаимодействия с предметами, за счет воздействий на объекты окружающего мира. При этом осуществляется визуальный и осязательный контроль, обработка в зрительной и тактильных зонах новой коры, сравнение реальных и ожидаемых результатов деятельности.

Стремление ребенка все раскрутить и разломать – очень важная врожденная программа. Вы, конечно, можете ругать его, за то что он ломает игрушки, но, пожалуйста, не нужно перегибать палку, потому что, если слишком сильно ребенка ругать, можно отбить у него охоту вообще к исследовательскому поведению.

Надо понимать: если ребенок что-то ломает, это не столько его злой умысел, сколько проявление активности важнейшей врожденной программы сбора новой информации. Нужно снисходительно и с пониманием относиться к таким формам поведения.

Для того чтобы рука совершала какие-то движения, требуется участие лобной доли коры больших полушарий. Манипуляции с незнакомыми предметами – это еще один тип произвольных движений – новых движений в новых условиях. Лобная доля управляет ими, используя сенсорный (зрительный и тактильный) контроль.

1. Выделяются следующие этапы любого произвольного движения (см. рис. 7.3. в главе 7).

2. Выбор общей программы (цели) движения: ассоциативная лобная кора.

3. «Разбиение» программы на совокупность входящих в ее состав движений: премоторная кора (поле 6 по классификации К. Бродмана[[10] ]).

«Разбиение» движений на сокращения отдельных мышц и запуск этих сокращений: моторная кора (поле 4).

Поле 4 соседствует с центральной бороздой и идет сверху вниз по заднему краю лобной доли; поле 6 находится непосредственно перед полем 4. Вместе они составляют двигательную кору, о которой говорилось в главе 1.

Сигнал о запуске произвольного движения распространяется по лобной доле спереди назад и проходит три стадии. Простейший вариант манипуляции: вы хотите, например, взять какой-то предмет и поднести его к глазам, чтобы лучше рассмотреть. Этапы реализации подобной двигательной программы будут таковы:

● Сначала должна активироваться сама программа. Возникает потребность взять предмет, происходит глобальная постановка задачи – этим занимается ассоциативная лобная кора, самая передняя часть лобной доли.

● Программа должна превратиться в цепочку движений. Чтобы взять предмет, надо сначала разогнуть руку, разжать пальцы, потом сжать пальцы и согнуть руку – этим занимается премоторная кора, которая превращает программу в комплекс движений (часть из них реализуется последовательно, часть – параллельно).

● Моторная кора превращает каждое из движений в набор мышечных сокращений разной силы и скорости. Для того чтобы разогнуть руку, нужно одновременно задействовать плечевой, локтевой и лучезапястный суставы, около десятка мышц и тысячи мотонейронов. Эти мотонейроны и управляемые ими мышечные волокна должны работать синхронно, скоординировано.

Когда ребенок начинает учиться двигаться, в том числе шевелить руками, кистью, пальцами (в первые месяцы жизни), для него даже простейшие движения очень сложны. Ему нелегко полностью разогнуть все суставы, дотянуться до чего-либо. Например, для малыша попасть по погремушке – это небольшой мозговой подвиг, потому что очень большое количество нервных клеток должно сработать в правильном порядке. Вдобавок это движение происходит с учетом тактильных сигналов и сигналов от системы мышечной чувствительности (растяжение мышц, сухожилий, углы поворота суставов).

В итоге тонкое движение («мелкая моторика») оказывается сложной задачей, которую успешно способен решать только весьма высокоразвитый мозг. Но даже после того как удалось дотянуться до объекта, все, можно сказать, только началось.

Контроль успешности выполнения выбранной программы действий в большой степени осуществляет поясная извилина – важнейшая область лимбической доли коры больших полушарий.

Реализовав движение, мы собираем информацию о его результатах, и далее поясная извилина начинает оценивать эти результаты.

Поясная извилина (см. рис. 3.2) находится на внутренней поверхности больших полушарий над мозолистым телом. В поясной извилине, судя по всему, происходят основные процессы сравнения ожидаемого итога текущего поведения с полученным в реальности результатом.

Например, мы пытаемся взять предмет, а он оказывается заметно тяжелее, чем предполагалось. Эту новую информацию оценивает прежде всего поясная извилина. Она реагирует на то, что произошло нечто необычное. Дальше именно она способна влиять на покрышку среднего мозга, которая подкрепляет исследовательское поведение, создает позитивный эмоциональный фон, для того чтобы продолжать исследовать предмет.

Поясная извилина в существенной степени обеспечивает сравнение реальных (информация от сенсорных систем) и ожидаемых (память о предыдущих успешных реализациях программы) результатов поведения. В очень упрощенном виде алгоритм ее работы можно описать следующим образом:

1. Уровень совпадения достаточно высок; в этом случае ассоциативная лобная кора получает рекомендацию продолжать программу; параллельно сигнал поступает в центры положительных эмоций (это не только средний мозг, но и nucleus accumbens; см. чуть ниже); например, если, несмотря на слишком большой вес, предмет удалось схватить, он стал ближе к нам, и скоро мы рассмотрим его во всех деталях;

2. Уровень совпадения низок; в этом случае сигнал от поясной извилины поступает в центры отрицательных эмоций (островковая доля и др.); одновременно ассоциативная лобная кора получает рекомендацию по коррекции программы; например, заинтересовавший нас предмет настолько тяжел, что одной рукой его не достать и нужно задействовать вторую руку; если и это не поможет, то негативные эмоции усилятся, и ассоциативная лобная кора может вообще отказаться от выполнения программы.

Отрицательные эмоции могут возникнуть и тогда, когда с таким трудом добытый артефакт не оправдывает ожиданий: кроме большого веса у него не обнаруживается ничего нового, необычного.

Знак и конкретные параметры эмоций, в генерации которых участвует поясная извилина, очень сильно зависят от темперамента человека: холерик, сангвиник, меланхолик, флегматик будут реагировать на описанную выше ситуацию совершенно по-разному. Например, у холерика, которому не удалось сразу взять предмет, легко может проявиться агрессия: «Дурацкая штука!» Меланхолик расскажет о приступе отрицательных эмоций и мыслях вроде: «Опять у меня ничего не получается». Сангвиник больше всех обрадуется случившемуся: «Как интересно, необычно!»

Все мы разные, и эмоциональные реакции людей чрезвычайно индивидуальны. Но в любом случае поясная извилина обратится к ассоциативной лобной коре и спросит: «Шеф, сразу не получилось, что делать?» Ведь именно ассоциативная лобная кора должна решить, что делать – тянуть сильнее, использовать вторую руку, зайти с другой стороны или просто бросить это дело и сказать: «Да не очень-то и хотелось».

Почему нас радует новая информация

Разберемся, почему нам нравится узнавать новую информацию? Какие мозговые процессы за этим стоят? Ключевое вещество, с которым связана генерация положительных эмоций во время узнавания чего-то нового, – это дофамин, который уже упоминался по поводу депрессивных состояний.

В случае исследовательского поведения дофамин играет очень важную роль. Этот медиатор выделяется нейронами вентральной покрышки среднего мозга. Окончания аксонов этих нейронов идут в кору больших полушарий, прежде всего в лобную, а также в базальные ганглии.

В базальных ганглиях дофамин выделяется как в двигательных центрах, которые тесно связаны с субталамусом, так и в особых зонах, которые отвечают за результирующую генерацию положительных эмоций. Ключевой зоной среди них является так называемое прилежащее ядро прозрачной перегородки, или, по-латыни, nucleus accumbens (см. рис. 3.2).

N. accumbens – в настоящее время самая известная и самая исследуемая структура в области нейрофизиологии эмоций и положительного подкрепления.

Под термином «положительное подкрепление» подразумеваются биологически (врожденно) полезные факторы, контакта с которыми мы стараемся достичь по ходу реализации поведения (например, вкусная еда и новая информация). Существует и понятие «отрицательное подкрепление», обозначающее биологически вредные стимулы, контакта с которыми мы стремимся избегать (например, боль или отвратительный запах). Позитивные эмоции, таким образом, мы испытываем, когда достигаем положительного подкрепления или избегаем отрицательного подкрепления, негативные же эмоции – в прямо противоположных ситуациях (например, когда в результате поведения не удалось поесть или не получилось избежать неприятностей).

N. accumbens активируется, когда человек ест, узнает новое, находится рядом с любимым существом, когда он смеется, мечтает, получает неожиданную прибавку к зарплате. Это относительно небольшая зона (см. рис. 3.2), расположенная довольно близко к лобным долям. N. accumbens генерирует положительные эмоции по самым разным поводам (в том числе – при очевидном приближении положительного подкрепления) под влиянием дофамина вентральной покрышки. Дальше сигнал от прилежащего ядра через бледный шар и передний таламус уходит в кору больших полушарий.

Вспомним о главнейшем назначении положительных эмоций. Конечно, они приятны и сами по себе.

Но с точки зрения целостной работы мозга и глобальной логики поведения положительные эмоции нужны для того, чтобы на их фоне кора больших полушарий училась и формировала полезные навыки.

На фоне положительных эмоций мы учимся быть любопытными. Потому что новая информация очень важна, организм, который не получил ее в достаточном количестве, рискует проиграть в борьбе за существование: он будет хуже находить пищу, реже размножаться, с трудом избегать опасностей. Поэтому сбор новой информации – важнейшая программа!

Дофамин воздействует на обучающиеся нейросети коры больших полушарий двумя путями.

Первый из них более древний, прямой. Дофаминовые нейроны (прежде всего вентральной покрышки среднего мозга) сами формируют синапсы на обучающихся клетках коры больших полушарий.

Второй путь эволюционно более новый и использует базальные ганглии. Сначала вся информация об успешном поведении сбрасывается на n. accumbens, а потом уже прилежащее ядро через бледный шар и таламус посылает дополнительный активирующий (и обучающий) сигнал в кору. В рамках этой подсистемы вентральная покрышка (и ее дофамин) активируют n. accumbens.

Реальный мозг, конечно, существенно сложнее, и кроме дофамина в нем есть еще немало медиаторов, выполняющих «подкрепляющую» функцию. Однако в любом случае дофамин, вентральная покрышка, n. accumbens работают тогда, когда мы радуемся, в том числе когда радуемся новизне, и это способствует нашему обучению, запоминанию успешных поведенческих программ.

Чем эффективнее работает эта система, тем более радостно мы существуем и тем жизнь наша эмоционально более позитивна и ярка. А это чрезвычайно важно, поскольку нервная деятельность человека – постоянный баланс центров положительных и отрицательных эмоций, постоянная их конкуренция.

Если вы не будете получать достаточное количество положительных эмоций, то «негативные» центры начнут побеждать, и тогда до депрессии совсем недалеко.

В лучшем случае вы почувствуете скуку. Чтобы не было скучно, центрам, связанным с исследованием, нужно поставлять новую информацию, необычные впечатления, сведения о мире и других людях.

Очень важно, как у человека врожденно установлена дофаминовая система. Если дофаминовая система работает слабо, тогда возможны депрессивные изменения. Если же она слишком активна, у человека могут возникать гипоманиакальные, шизофренические состояния, когда он избыточно любопытен и его внимание все время перескакивает с одного объекта на другой. В результате такой индивид не способен как следует что-то изучить и потому плохо приспособлен к жизни и потребностям общества.

Когда требуется снизить активность дофаминовой системы, чтобы убрать гипоманиакальные и шизофренические проявления, логично использовать вещества, мешающие работать дофамину. Это важнейшая группа психотропных препаратов, именуемая нейролептиками.

Лекарства-нейролептики являются антагонистами рецепторов дофамина, мешают дофамину проявлять свою активность в ходе синаптической передачи. Нейролептиками эффективно купируются даже самые тяжелые мании и шизофрения, но при этом могут страдать эмоции и даже мышление. В случаях тяжелых психопатологий выбирать не приходится, потому что, если не использовать вовремя нейролептики, пациент становится опасен как для себя, так и для окружающих.

Если же дофаминовая система плохо работает, то можно использовать антидепрессанты, часть из которых усиливает работу дофаминовых синапсов. Известен и запрещенный, «темный» путь – использование агонистов дофамина, то есть веществ, похожих на дофамин. Их относят к категории психомоторных стимуляторов.

В небольших количествах психомоторные стимуляторы иногда используются в клинике как антидепрессанты, но средние и большие их количества вызывают наркотические эффекты. Наряду с ростом любопытства, активности в отношении окружающего мира эти вещества вызывают еще и прилив «незаслуженных» положительных эмоций, эйфорию.

Амфетамины – одна из давно известных групп психомоторных стимуляторов, которая прошла в течение ХХ века долгую историю. Они были и средством для похудания, и спортивными допингами, а сейчас являются запрещенными наркотиками.

Важно запомнить: получение новой информации связано с дофаминовым подкреплением, которое подталкивает мозг к поиску новизны и создает основу для обучения (происходит появление новых поведенческих реакций, сенсорно-эмоциональных ассоциаций и т. п.). Смысл происходящего – в успешной адаптации организма к сменяющемуся окружающему миру.

Развитие речи у человека

Итак, дофамин подталкивает нас к новизне. Конечная задача этого процесса – сформировать такую картину внешнего мира, которая позволила бы выстроить адекватное поведение. В случае мозга человека важнейшим компонентом этой картины мира является формирование речи, мышления, развитие речевых центров, построение вербальных ассоциаций.

В нашей нервной системе узнавание новых слов, образование ассоциаций между словами идет с помощью тех же механизмов, что и работа с новой информацией. На дофаминовом подкрепляющем фоне нервные клетки в коре больших полушарий становятся речевыми нейронами, запоминающими те или иные слова.

Посмотрите на рис. 3.3 вверху. Нервные клетки, запоминающие речевую информацию, расположены в области, которая называется «ассоциативная теменная кора». Когда маленький ребенок выучивает слова, основные процессы обучения происходят именно здесь.

Рассмотрим, как идет это обучение.

Рис. 3.3. Вверху: формирование речевой ассоциации в теменной коре ребенка. 1 – зрительный образ; 2 – слуховой образ; 3 – речевой нейрон. В середине: процедуры слухового (4), зрительного (5) и речевого (6) обобщения.

Внизу: формирование речевой («информационной») модели внешнего мира, которая служит основой нашего мышления, прогнозирования успешности будущей деятельности, а также речедвигательной активности (сигнал передается в зону Брока[[11] ]).

В ходе работы этой модели генерируются положительные эмоции, обусловленные речевой (вербальной) новизной и творческими процессами

По сути, большинство слов – это зрительно-слуховые ассоциации.

Например, я вижу стол и я говорю слово «стол». В ассоциативной теменной коре есть нервные клетки, которые собирают «на себя» эти одновременно возникшие звуковой и зрительный сигналы. Возникает нейросеть, которая отвечает за узнавание стола на визуальном уровне и слуховую детекцию соответствующего слова. Если вы ощупаете стол, то к этому добавятся сигналы от тактильных рецепторов, распознающих фактуру поверхности, количество и длину ножек, форму столешницы.

Когда мы учим маленького ребенка словам, мы показываем ему игрушку, например плюшевого зайчика (активируется зрительный нейрон 1), и говорим слово «зайчик» (активируется слуховой нейрон 2). При этом клетка ассоциативной теменной коры (нейрон 3) устанавливает соответствующую ассоциацию, а положительным эмоциональным фоном, необходимым для обучения, является любопытство. Дофамин выделяется покрышкой среднего мозга и на фоне его подкрепляющего действия происходит запоминание параметров слов. Процесс вербального обучения длится всю жизнь, в нем выделяют значительное число фаз.

Одна из начальных фаз, после первичного запоминания, – стадия зрительного и слухового обобщения. Разберемся, как это происходит. Например, сегодня вы ребенку показали белого плюшевого зайчика, завтра – красного пластмассового, а послезавтра – картинку зайца в книге. И все это зайчики. Однако детский мозг очень гибок. Во всех упомянутых зайчиках его зрительные центры ищут некий общий признак, который позволит обобщить визуальную информацию. Как вы думаете, что у разных зайчиков будет общим? Уши, конечно! Получается, что, если мы видим у зверюшки два длинных уха, мы относим ее к зайчикам. Иногда достаточно двумя пальцами, как ушами, пошевелить, и становится понятно: подразумевается зайчик. Всем этим занимается так называемая третичная зрительная кора, которая находится недалеко от ассоциативной теменной коры.

Примерно то же самое происходит в слуховой коре. Ведь ребенок должен научиться узнавать слово «зайчик», неважно, сказано оно мамой или папой, громко или тихо, быстро или медленно, осипшим голосом или звонким. Это очень непростые обобщающие процедуры, которые требуют быстрых и сложных вычислений. В височной коре область слухового обобщения (5) носит название по фамилии первооткрывателя – немецкого невропатолога Карла Вернике[[12] ] – зона Вернике.

Если представить теперь интеллектуальные возможности собаки, то можно сказать, что ее мозг в принципе описанные выше процедуры может реализовать. Собаки способны некоторое количество объектов узнавать обобщенно на слух и визуально. Это, например, мячик, тапочки, кошка. Многие собаки очень хорошо знают слово «кошка». Но количество таких слов невелико – буквально несколько десятков.

Если обратиться к экспериментам с нашими ближайшими родственниками – гориллами и шимпанзе, то окажется, что счет узнаваемых слов у них идет уже на сотни. Конечно, для таких работ нужны ученые-энтузиасты, которые годами учат какого-нибудь обезьяньего детеныша языку жестов, языку символов и иероглифов. Человекообразных обезьян не учат артикулировать слова, потому что их голосовые связки не приспособлены к человеческой речи. Максимум, что они могут воспроизвести, это короткие фонемы со звуком «а». То есть «ма», «па», «да», «кап». Человеческий детеныш, когда начинает говорить, тоже начинает с «ма», или «па», или «да».

Человекообразные обезьяны способны выучивать несколько сот слов (до 500–700) и не просто понимают их, но последовательностью жестов могут показать, например: «Я хочу пить, дай мне сока, апельсинового». Им доступен примерно такой же уровень языка, как у двухлетнего человеческого малыша.

Для нас словарный запас в 500 слов – самое начало развития речи. В три года у маленького человека словарный запас в среднем 2000 слов, а потом будет 5000, 7000, 10 000, и чем больше вы узнаёте, тем больше слов в вашей речевой системе. Во взрослом состоянии словарный запас дополняется в основном терминами, относящимися к разным областям знаний. При этом опять-таки выделяется дофамин, включаются покрышка среднего мозга и n. accumbens и информация записывается нейросетями коры больших полушарий.

Первое отличие человеческого мозга от мозга животных – его называют количественным отличием – касается именно числа связанных с речью нейросетей.

Его можно принять условно равным числу слов в словарном запасе; в нашей ассоциативной теменной коре такие нейросети формируются многими тысячами, и еще никто не обнаружил какого-либо ограничения.

Принципиальное качественное отличие мозга человека и животных – это способность Homo sapiens к многоуровневому речевому обобщению.

Французский психолог Жан Пиаже отмечал, что стадии развития ребенка можно привести в соответствие с уровнями речевого обобщения. Примеры таких последовательных уровней:

1. Слова «зайчик», «кукла», «мяч», «кубики» можно обобщить понятием «игрушки».

2. Слова «игрушки», «мебель», «одежда» можно обобщить понятием «предметы».

3. Слова «предметы», «дома», «деревья» можно обобщить понятием «окружающий мир».

4. И так далее, причем мы очень быстро добираемся до ключевых философских, математических, физических понятий, таких как «материя», «дух», «Вселенная», «множество» и т. п.

Помимо простого накопления речевых центров (нейросетей), наш мозг формирует связи между этими центрами, и с помощью понятий более высокого уровня способен обобщать другие слова (нейрон 6 на рис 3.3). Анатомически все это происходит в рамках ассоциативной теменной коры (или, как писал И. П. Павлов, второй сигнальной системы), базируясь на потребности в новой информации и чрезвычайно специфическом для человека компоненте любопытства, связанном с восприятием, анализом, употреблением новых слов.

Построение речевой модели внешнего мира

В человеческом мозге уже к трем годам, когда словарный запас достигает примерно 2000 слов, формируется довольно адекватное речевое («информационное») отражение внешнего мира. В этом возрасте у маленького ребенка все основные объекты, действия, признаки предметов окружающего мира уже «записаны» в ассоциативной теменной коре. И не просто записаны, а соединены друг с другом в единую сеть. Связи при этом устанавливаются как за счет только что охарактеризованной процедуры речевого обобщения, так и за счет простого формирования ассоциаций по принципу одновременности. Так, между одномоментно активируемыми речевыми центрами, например: «зайчик» серенький, прыгает, а также ест морковку; «морковка» оранжевая, вкусная, растет у бабушки на огороде; «бабушка» старенькая, живет в деревне, у нее есть кот и корова, – образуются связи.

Речевое отражение, или, как еще говорят, речевая модель внешнего мира – основа процессов прогнозирования успешности возможной деятельности.

По Стивену Хокингу[[13] ], речевое отражение – «моделезависимый реализм» (рис. 3.3, внизу).

Когда мы вводим в речевую модель мира новую информацию, создаем новые ассоциации, проводим дополнительные обобщения (через поясную извилину и покрышку среднего мозга), мы ощущаем положительные эмоции, в том числе связанные с мечтами, творчеством, юмором.

Понятие «модель» в данном контексте означает упрощенное отображение сложного объекта, процесса, явления. Речевая модель мира – это слепок, отпечаток, который окружающая среда накладывает на наш мозг. Мы мыслим, по сути «подталкивая» нервное возбуждение двигаться по этой модели. Вспомнили что-то приятное, и – раз! – появилась положительная эмоция! Провели новое речевое обобщение или установили новые ассоциации – и вновь позитив. Все это происходит на фоне выделения дофамина.

Творческие удачи и озарения, та радость, которая возникает, когда мы решили математическую задачу или подобрали удачную рифму, – это тоже «дофаминовые» эмоции. Они могут появляться без какой-либо непосредственной связи с текущими событиями во внешнем мире. То есть наш мозг способен работать с речевой моделью мира, а также с более частными моделями – моделью собственного «я», моделями личностей других людей – как с особыми информационными сущностями и извлекать («майнить») при этом положительные эмоции.

Это уникальное и замечательное свойство нервной системы Homo sapiens, которое позволяет отдельным представителям нашего биологического вида быть счастливыми даже в самых тяжелых условиях физического бытия – в тюремном заключении, при совершении религиозного подвижничества и др., не говоря уже о радости творчества в существенно более комфортной среде научных лабораторий, художественных мастерских, писательских кабинетов.

Понятие «речевая модель мира» явно несколько ýже, чем «информационная модель мира». Последняя включает в себя еще и образное мышление, которое, очевидно, в процессе филогенеза возникло раньше вербального и признаки которого мы можем наблюдать у многих высших позвоночных. В ходе эволюции подобные модели формировались, видимо, прежде всего для того, чтобы прогнозировать успех предстоящего поведения. При этом сенсорные системы вводят в модель некие исходные данные, и далее такая «информационная сущность» дает оценку вероятности успеха той или иной деятельности. Получается, что с помощью подобной «нейротехнологии» организмы могут заглянуть в будущее, оценить, стоит ли тратить силы на достижение той или иной цели, каков риск получения отрицательного подкрепления и т. п.

Когда собака смотрит, не отрываясь, на жареную курицу, лежащую на столе, истекает слюной, но все-таки курицу не трогает – у нее явно работает простая, но серьезная модель мира, возникшая в результате воспитания и блокирующая импульсивное пожирание пищи (И. П. Павлов связывал подобный контроль поведения с тем, что он называл «условный тормоз»).

Чем адекватнее миру речевая модель, тем лучше человек прогнозирует результаты поведения и тем более весомых успехов, а точнее, уровня личного счастья достигает в своей жизни. Необязательно, чтобы в модели было много центров. Важно, чтобы эти центры были правильно связаны. Существует значимая разница между понятиями: «информированный» и «мудрый». Модель «информированного» индивида содержит множество слов, но связи между ними, а также между ними и реальными стимулами не очень качественные. А «мудрый», например мудрый старец из какой-нибудь глухой деревни или монастыря, – у него центров не так много, но они настолько замечательно сконфигурированы и обобщены, что в этих связях раскрывается сама суть жизни. И для того, чтобы такие правильные связи сформировать, нужно, как правило, прожить долгие десятилетия и многое испытать (институт «мудрых бабушек» у человека и некоторых высших млекопитающих мы будем разбирать в главе 5).

Ярчайшим примером работы дофаминовой системы и связанной с ней генерации положительных эмоций можно считать историю про открытие Архимедом своего замечательного закона о телах, погруженных в воду. Когда Архимед бежал по улице и кричал: «Эврика!» – в его мозгах, конечно, бурлил дофамин. Озарение, как все знают, случилось с ним в тот момент, когда он опустился в ванну и часть воды вылилась, – тут-то Архимеда и озарило, а в его мозге «замкнулись» новые, никем до того не сформированные связи между речевыми центрами.

Образ Архимеда в нашей культуре очень крепко связан с радостью открытий и новизны. И создатели реклам, конечно, не могли пройти мимо этого образа. Например, существует реклама жевательной резинки, где используется образ Архимеда и предполагается, что именно эта самая резинка помогает жующему ее человеку генерировать гениальные идеи.

Во всех сферах искусства также очень важно быть новым. Эта новизна достигается порой самыми странными способами. Так, многие современные художники стараются изобрести какой-то особенный изобразительный метод. Например, обстрелять холст красками из ружья или измазать в красках улиток и пустить их ползать на лист бумаги… Они надеются, что весь мир скажет: «Никто раньше до этого не додумался!» Мечта каждого художника – найти что-то новое, уникальное, такое, что все удивятся и восхитятся.

Природа юмора и эффект новизны

Юмор – еще один пример того, как функционирует наша вторая сигнальная система. Юмор основан на новизне, получаемой в ходе работы со словами. Когда появляется новая ассоциация, неожиданный поворот в уже известном словосочетании или сюжете, тогда появляются позитивные эмоции.

Собственно, так устроены все анекдоты. Когда нам начинают что-то рассказывать, наш мозг быстренько забегает вперед и прогнозирует банальный конец. Но в этот момент рассказчик выдает «соль» истории, неожиданное ее завершение – и мы ощущаем всплеск позитива, связанный с новизной.

У знаменитого изобретателя Томаса Эдисона был дом, вокруг дома забор, и к дому вела калитка в заборе. Друзья, посещавшие Эдисона, жаловались: «Томас, ты технический гений, а калитка у тебя чудовищно тугая и неудобная, открывается с огромным трудом, исправь!» На что Эдисон отвечал: «У меня прекрасная калитка: всякий, кто приходит ко мне в гости, накачивает из колодца ведро воды!»

Самые короткие анекдоты совмещают два абсолютно «чужих» слова («оксюморон», как говорят филологи): Буратино утонул, колобок повесился…

Нас привлекают необычные рифмы или игра слов в произведениях поэтов. Например, в знаменитом стихотворении Владимира Маяковского:

Лет до ста расти

Нам без старости…

Нас удивляют фольклорные палиндромы вроде: «Леша на полке клопа нашел» или «Нажал кабан на баклажан», не говоря уже о самом известном: «А роза упала на лапу Азора» Афанасия Фета.

Бесспорно, исследовательская деятельность для человека очень важна. Мы получаем массу положительных эмоций от узнавания нового. Начиная с новой погремушки и кончая решением математических или шахматных задач, творчеством в самом широком смысле слова. Во всех этих случаях имеется дофаминовое подкрепление. Прекрасно, когда эта система остается активной в нашем мозге в течение всей жизни. Потому что здесь есть проблемы и, к сожалению, наша собственная природа «расставляет ловушки» именно на новизну.

Важно осознавать проблемы, «зашитые» в базовой физиологии нервной системы: падение степени новизны при повторах и стереотипизация поведения.

В обоих случаях происходит снижение уровня положительных эмоций, повышается вероятность депрессивных состояний, наступает эмоциональное и профессиональное выгорание.

Первая из этих ловушек связана с тем, что, пробуя что-то в жизни, мы снижаем уровень новизны. Скажем, вы первый раз приехали в Париж. Какая эйфория, как все прекрасно! Вы наконец-то видите Эйфелеву башню, гуляете по Елисейским полям. А если вы в 20-й раз приехали в Париж? Ощущения новизны и сопутствующая им радость в этом случае отсутствуют либо крайне слабы.

Известен, кстати, «синдром турагентов» – это люди, которых по долгу службы посылают в командировки в известные туристические места, для того чтобы они оценили отели и питание где-нибудь на Мальдивах или на Бали. Такие туристические менеджеры уже через несколько лет работы совсем не радуются подобным поездкам и часто просят: «А можно я никуда не поеду в этом месяце?»

Вывод. Надо стараться строить жизнь так, чтобы новизна не сразу исчерпывалась. Не торопиться жить, иначе существует опасность уподобиться уже упоминавшемуся выше Евгению Онегину. Помните, что случилось с ним?

Нет: рано чувства в нем остыли;

Ему наскучил света шум;

Красавицы недолго были

Предмет его привычных дум;

Измены утомить успели;

Друзья и дружба надоели…

Если выражаться языком физиологии, то Евгений настолько активно жил первые 20–25 лет своего существования, что потом у него возникло депрессивное состояние и социофобия, которые дальше вылились в массу проблем.

Поэтому, пожалуйста, не торопитесь узнавать жизнь со всех ее сторон, может быть, что-то стоит оставить на потом? Следовать этой рекомендации, находясь в бурном потоке событий современного мира, крайне непросто, но хотя бы осознавать проблему важно. Какой смысл жить 100 лет, если уже после 30, 50 или 70 лет все скучно и изведано? В какой-то момент начинаешь не стремиться к новому, а пытаешься сохранить уже достигнутое, что весьма грустно… Но об этом – в следующей главе.

Вторая «ловушка», которая тоже связана с исследовательским поведением, состоит в том, что поиску новизны противостоит стереотипизация. Человек, попадая в условия, где есть выбор между новым поведением и привычным, часто выбирает привычное, выбирает безопасность, надежность и экономию энергии. А ведь иногда очень важно попробовать новый путь!

Вывод: необходимо следить на осознанном уровне за деятельностью ассоциативной лобной коры, которая выбирает программы поведения. Чтобы сказать ей в какой-то момент: «Что же ты опять по привычной дорожке пошла? Пора уже попробовать новый вариант поведения и решения проблемы! Ведь он может оказаться не только очень успешным, но и привести нас в еще неизведанные сферы, где мы узнаем массу интересного и получим море позитива!»

Эффекты падения новизны и стереотипизации поведения практически фатально нарастают в нашем мозге с возрастом. Они иногда приводят к тому, что человек теряет радость в таких сферах, как профессиональная деятельность, общение в кругу семьи, теряет удовольствие от жизни вообще. Один из тяжелых вариантов – ситуация, которую называют профессиональным выгоранием, когда работа, которой большинство из нас посвящает столь много времени, перестает радовать. В ней исчезла новизна, вы бредете все по той же ежедневной и надоевшей колее, и вот – здравствуйте, отрицательные эмоции! Проблемы, связанные с профессией, вышли на первый план, а радости куда-то подевались. А ведь когда-то вы так хотели быть врачом, педагогом, юристом… Ситуация эмоционального и профессионального выгорания – серьезная проблема.

Потому чрезвычайно значимо не бояться менять свою жизнь, постоянно вводить в нее какие-то новые элементы. Творчество, хобби, игры, путешествия – все это очень важные компоненты нашего существования. Путешествия и туризм являются простым, эффективным и массовым способом увеличения новизны. Так же как и активный спорт, занятия танцами. Новизну приносит расширение круга общения, например волонтерское участие в экологических и социальных проектах. Кстати, альтруизм во всех его проявлениях приносит массу новых впечатлений (подробнее об этом в главе 7). Активный поиск того, что может заинтересовать, – это «золотая жила» положительных эмоций. Любопытство и любознательность однозначно приветствуются нашим мозгом!

Профессия, если вы ее еще только выбираете, обязательно должна включать элементы постоянно возникающей новизны, причем желательно, чтобы эта новизна была устремлена куда-то в бесконечность. Тогда она не приедается и ходить на работу не скучно. Для людей науки этот тезис очень понятен. Мы изучаем такие объекты, которые практически безграничны в своем разнообразии. Например, всю жизнь исследуя мозг, не устаешь ему удивляться, потому что предела его познанию пока не видно, серьезное изучение еще только начинается.

Глава 4. Мозг и страх

Как страх и боль заботятся о нашей безопасности

Продолжая разговор о биологических потребностях, важно коснуться сферы безопасности. Ситуации, которые нас пугают и повышают тревожность, конечно, очень значимы, так как иногда речь идет о сохранении здоровья, чувства собственного достоинства и даже самой жизни.

Если описывать страх как эмоцию, как внутреннее состояние, то можно сказать, что это некая сигнализация, которая предупреждает о наступлении чего-то плохого, о присутствии каких-то тревожащих факторов, о приближении неприятностей.

В этом смысле страх – весьма ценное состояние, поскольку иногда позволяет заглянуть в будущее и избежать подстерегающих угроз.

Гром и молния – всем известные источники страха, они пугают многих, особенно в детстве. Очень громкий звук, очень яркий свет, темные тучи. Когда мы становимся более осознанными существами, появление тучи вдали приводит нас в тревожное состояние и позволяет вовремя спрятаться от грозы, и это хорошо. Своевременное возникновение страха – полезная реакция.

О каких-то опасностях мы знаем врожденно, какие-то мы учимся опознавать в течение жизни. Одной из самых первых проблем, с которой мы сталкиваемся, является проблема боли.

Боль – это стимул, который гарантированно вызывает страх, тревожность, негативные эмоции и усиливает потребность в безопасности.

Боль по своей сути – сигнал о повреждении клеток и тканей. Импульсы от болевых рецепторов в коже и во внутренних органах передаются непосредственно в центры страха головного мозга – миндалину и гипоталамус.

Маленький ребенок, как правило, относится к миру с доверием и оптимизмом. Если вы возьмете младенца и начнете подбрасывать к потолку, то он будет смеяться. Если же вас кто-то большой начнет подбрасывать к потолку – вы вряд ли обрадуетесь. Взрослый, уже умудренный опытом человек знает, что три раза подкинут и, скорее всего, поймают, а на четвертый точно не поймают! Младенец же относится к жизни априори с радостью. И вдруг младенца, например на приеме у врача, впервые колют иглой в палец. Для ребенка в это мгновение наступает крах прекрасного мира и превращение его в поток боли. Так начинается страх. Например, страх при виде людей в белых халатах.

Структуры организма, отвечающие за болевые сигналы

С точки зрения физиолога важно понимать, что такое боль. Боль возникает, когда клетки, ткани организма что-то повреждает. Боль – система сигнализации, функционирующая на клеточном уровне. Для того чтобы запустить ответную защитную реакцию, которую называют воспалением, не нужна даже нервная система.

Если игла или заноза воткнется в нашу кожу, кожа не обрадуется. Мало того, что повреждаются ее клетки тканей, еще с иглы либо занозы бактерии, вирусы и просто чужеродные молекулы-антигены попадают в межклеточное пространство. Это плохо, но иммунная система на страже, и в ранке появляются фагоциты (тканевые макрофаги), которые все это съедают или, по крайней мере, пытаются съесть. Генерируется химический (цитокиновый, воспалительный) сигнал, привлекающий дополнительные фагоциты из крови, активирующий другие компоненты иммунной системы, а также возникает болевой информационный поток, который позволяет с проблемой бороться на уровне поведения. Например, выдернуть занозу из пальца, в который она воткнулась.

Получается, что боль – один из компонентов целостной и разносторонней реакции организма на повреждение клеток и тканей. Если мы за ней последуем в мозг, то окажется, что основные центры, которые проводят и обрабатывают боль, запускают ответные реакции – это спинной мозг, ряд стволовых структур, миндалина и гипоталамус, таламус и постцентральная кора.

Миндалина и гипоталамус отвечают прежде всего за возникновение в ответ на боль отрицательных эмоций, усиление оборонительного поведения, запуск вегетативных и эндокринных реакций (рис. 4.1).

Особые нервные окончания, называемые болевыми рецепторами, располагаются не только в коже, но и во всех внутренних органах, поэтому болеть может сустав, желудок, мочеточник. В болевых рецепторах (по сути, дендритах сенсорных нейронов) возникают нервные импульсы, которые сигнализируют о повреждении клеток и тканей.

Рис. 4.1. Уровни передачи болевых сигналов в мозге человека.

Обозначения: 1 – болевой рецептор; 2 – спинной мозг (запуск двигательных и вегетативных рефлексов); 3 – стволовые структуры, контролирующие проведение боли (голубое пятно, центральное серое вещество среднего мозга); 4 – гипоталамус и миндалина (эмоциональное восприятие боли, состояния страха, тревожности, агрессии); 5 – таламус (передача сигналов в кору больших полушарий); 6 – обработка болевой чувствительности в теменной и лобной коре

Откуда берутся эти импульсы? Поврежденные клетки и ткани выделяют специальные вещества – медиаторы воспаления. Их называют еще сигналами SOS, и именно они запускают потенциалы действия в болевых рецепторах. Эти потенциалы бегут в спинной мозг, если речь идет о руках, ногах, туловище. Если болит голова, то сигналы сразу идут в головной мозг (по волокнам тройничного нерва).

В спинном мозге болевые сигналы могут, во-первых, запускать простейшие оборонительные рефлексы, во-вторых, подниматься в стволовые структуры головного мозга. Последние также способны запускать часть врожденных реакций, связанных со стрессом. Далее болевой сигнал достигает промежуточного мозга и базальных ганглиев. Гипоталамус и миндалина запускают связанные с болью эмоции, эндокринные реакции (например, выделение кортизола и адреналина), вегетативные (симпатические) реакции – сердце бьется чаще, а зрачки расширяются. Параллельно болевая информация через таламус поднимается в кору больших полушарий. Здесь основную роль играют передняя часть теменной доли (это постцентральная кора, где происходит обработка параметров болевого сигнала – болевое ощущение) и ассоциативная лобная кора, которая запускает поведенческие программы, позволяющие контролировать и подавлять боль, например прием лекарственных препаратов и поход к врачу.

Вот как много структур работает для того, чтобы мы ощутили боль и правильно отреагировали на нее. Если же говорить об эмоциях, то за них отвечают гипоталамус, миндалина, а также такие стволовые структуры, как голубое пятно (передняя верхняя часть моста) и центральное серое вещество среднего мозга. Здесь возникают не только отрицательные эмоции, связанные с болью, но и положительные – когда нам удается успешно избежать боли. Например, если у вас в течение недели болел зуб, затем наконец-то доктор его вылечил и теперь вас ничего не мучает – это серьезный повод для позитивных эмоциональных переживаний и радости.

Но боль не всегда адекватно воздействует на организм и как «система сигнализации» иногда бывает слишком назойлива, слишком громко звучит (так просто ее не выключить) и мешает всей остальной нервной деятельности.

Что может ослабить боль?

Когда что-то острое, например уже упомянутая игла, повреждает клетки и ткани, то из них выделяется целый букет веществ («сигналов SOS»), и главные из них – это гистамин и простагландины. Если мы хотим ослабить боль и воспаление, либо вообще от них избавиться, то обычно используем лекарственные препараты, мешающие гистамину и простагландинам. Они нужны не только при болевых повреждениях, таких, например, как порез пальца или зубная боль, но и при самых разных воспалительных реакциях. Антигистаминные препараты хорошо известны, например, тем, кто страдает аллергией.

Вещества, мешающие работать простагландинам, – самая известная группа соединений, которая подавляет боль. Эти соединения называются анальгетики, от греческого алгас – «боль» плюс отрицающая приставка ан-.

Молекулы, которые мешают работать простагландинам (чаще всего не дают им образовываться), называют ненаркотическими анальгетиками в противовес анальгетикам наркотическим, которые действуют прямо на мозг и его синапсы. Ненаркотические анальгетики работают на уровне болевых рецепторов – нервных отростков, реагирующих на простагландины, – как фактор, запускающий потенциалы действия.

Всем известные аспирин, анальгин, парацетамол, диклофенак, ибупрофен (все то, что широко рекламируется СМИ как обезболивающее и доступно без рецептов врачей) являются блокаторами синтеза простагландинов.

Это очень важная группа лекарственных препаратов, и их время от времени использует большинство людей.

Что еще может ослабить боль, кроме специализированных анальгетиков?

● Кожные сигналы от поврежденной области тела.

● Отвлечение – не думать о боли, создать очаг конкурирующего возбуждения.

● Лекарства иных групп – они порой необходимы, поскольку важно не только снизить болевые ощущения, но и уничтожить их причину: инфекцию, отек, аллергическое воспаление, ишемию (недостаток кислорода) и так далее.

Разберем эти процессы немного подробнее.

1. Уменьшить боль или совсем избавиться от нее помогает кожная (тактильная, термическая) стимуляция зоны, расположенной рядом с зоной повреждения. Дело в том, что на структурном уровне поступление сенсорных сигналов в спинной мозг у нас так организовано, что, если массировать зону вокруг болевой, кожные сигналы тормозят болевой вход. Этот созданный эволюцией механизм называется «воротная система контроля боли». Ее биологический смысл – подавление слабых, «избыточных» болевых сигналов. Без этой системы даже слабые повреждения вызывали бы сильную боль. А так, если вы слегка ударили коленку, помогает массаж больного места. Простейшие и всем известные действия: «зализать ранку», потереть больное место, подуть на него – включают совершенно реальный физиологический механизм, который на уровне входа информации в спинной мозг подавляет боль.

Всем известны анальгетические эффекты точечного массажа и различных видов физиотерапии, когда на зону боли воздействуют горчичниками или пластырем, например перцовым. Физиологический механизм действия имеет и акупунктура: иголки или прижигания по восточной системе меридианов воздействуют на избранные точки тела человека. Как правило, в этих точках на поверку обнаруживаются скопления кожных рецепторов, и, влияя на такие зоны, иглотерапевт может ослабить проведение болевых сигналов в соответствующем сегменте спинного мозга (причем болевых сигналов не только от поверхности тела, но и от расположенных на соответствующем его «этаже» внутренних органов).

Напомним, что спинной мозг организован так, что каждый его сегмент (а их всего 31) управляет своим этажом тела. В «этаж» тела входит не только кожа и мышцы, но и внутренние органы. Поэтому получается, что если массировать определенную точку на уровне, например, шестой пары ребер, то можно ослабить боль в сердце. Это действительно так, в этом нет никакой мистики. Хотя, конечно, китайцы с древности и до нашего времени объясняют это с помощью системы меридианов, инь, ян, энергии ци, но реально за этим, как правило, обнаруживаются вполне конкретные физиологические механизмы и рефлекторные дуги.

2. Как еще можно бороться с болью? Например, стараться ее не замечать. Если у вас что-то болит, но в это время в мозге существует еще какой-то очаг возбуждения, например вы напряженно обдумываете какую-то проблему или просто смотрите интересный фильм, эти отвлечения помогают сдерживать боль. Два конкурирующих центра возбуждения способны подавлять друг друга, о чем писал еще И. П. Павлов. Кстати, именно по такому принципу конкурируют и центры разных биологических потребностей. Но в случае боли подобный путь подавления, конечно, временная мера, которая годится, если боль короткая, не очень сильная и вы точно знаете, что она скоро пройдет.

Если боль длится и длится долго, если вы неделю постоянно принимаете анальгин или аспирин – это серьезная ситуация, которая означает, что повреждение вашего тела зашло далеко. В этом случае надо как можно быстрее сходить к доктору, чтобы он посмотрел, что случилось с вашей почкой, или желудком, или почему сустав так болит. В данном случае боль – это сигнал, на который обязательно нужно обратить внимание.

Сейчас, к сожалению, существуют такие люди, которые упрямо говорят: «А я вообще никогда не принимаю таблеток. Таблетки – это зло». Однако, если совсем не обращать внимания на боль, долго ее терпеть и ждать, пока она сама пройдет, можно нанести повреждения нейронным сетям спинного или даже головного мозга. Нейроны, проводящие боль, в ситуации ее хронического поступления проводят и генерируют импульсы все легче, и в итоге возможно формирование так называемых фантомных патологических болей, о чем хорошо знают, например, дантисты.

Бывает, что человек слишком долго боится идти к зубному врачу и несколько недель полощет рот содой или шалфеем, а зуб у него все болит. В конце концов страдалец попадает к доктору, зуб вылечивают, но боль остается. Дантист на возникшие претензии отвечает: «С точки зрения стоматологии все нормально, нерв удалили, пломба на месте. Вам теперь не ко мне, вам теперь в клинику лицевых болей. У вас где-нибудь в таламусе или в ядре тройничного нерва возник застойный очаг возбуждения, который теперь нужно серьезно лечить». Лечить, скорее всего, придется теми препаратами, которые глобально усиливают уровень торможения в мозге. Аналогичным образом подавляют, например, зоны эпилептиформной активности.

Вывод: терпеть сильную хроническую боль крайне не рекомендуется.

Что вызывает страх?

Давайте составим краткий список факторов (кроме боли), вызывающих страх по врожденно заданным механизмам.

1. Внезапный громкий звук, яркий свет (например, уже упоминавшиеся гром и молния) являются наиболее универсальными подобными стимулами. Вообще любой сильный сенсорный сигнал способен провоцировать страх. Например, кто-то резко и внезапно схватил вас за руку или в комнате появился интенсивный незнакомый запах – все это тревожит мозг, нарушает равновесие положительных и отрицательных эмоций.

2. Другие (не столь интенсивные) сигналы о потенциальной опасности. В эту категорию попадают страх темноты, открытого или закрытого пространства, страх или хотя бы опасение высоты, настороженность при приближении незнакомого объекта (особенно если он достаточно велик). Каждый из них врожденно, видимо, присущ не всем людям. Известны случаи полного отсутствия страха высоты (например, индейцы мохоки); с другой стороны, акрофобия присуща примерно 2 % населения. У многих животных мы обнаруживаем врожденные знания о том, как выглядит хищник; характерна «реакция на глаза», которую некоторые насекомые (скажем, бабочки сатурнии) используют для отпугивания птиц.

3. Мимика страха и агрессии. Нашему мозгу присуще врожденное умение узнавать такую мимику – выражение лица другого человека. Так называемая невербальная коммуникация – важная часть нашей психической жизни и работы сенсорных систем. Словам мы учимся, а, например, крик боли или смех человека наша слуховая система детектирует врожденно.

Точно так же наша зрительная система врожденно знает основные проявления мимики, отличая улыбку от гримасы агрессии.

В процессе обучения и накопления жизненного опыта мозг опознает тонкие параметры мимики все более быстро и надежно.

4. Многие животные врожденно узнают пауков, ос, змей как потенциально опасные, прежде всего ядовитые объекты. К человеку это не всегда относится. Некоторые люди любят змей, держат их дома и с удовольствием показывают желающим любимого ужа, удавчика или гадючку. Но, с другой стороны, наши ближайшие родственники, шимпанзе, действительно змей боятся без какого-либо обучения. Скорее всего, некоторые из нас змей и членистоногих недолюбливают действительно врожденно, а к некоторым это не относится.

5. «Плохой» вкус и «плохие» запахи вызывают у нас отрицательные эмоции. И это понятно: ведь они сигнализируют о нечистотах, гниении, возможных источниках инфекции, пищевого отравления и т. п. Здесь мы обычно имеем дело даже не со страхом, а с другой базовой эмоцией – отвращением, тоже негативной по знаку (а также со стремлением «держаться подальше», избегать – вплоть до запуска рвотного рефлекса).

6. Феромоны страха, то есть специфические химические сигналы, которые выделяются в окружающую среду, если с организмом случается неприятность. У многих животных такие феромоны сообщают другим членам стаи о том, что происходит что-то плохое. Например, мышка, попавшая в мышеловку, выделяет феромон страха, и все мыши вокруг впадают в панику. Или тюлень ловит и ест селедку. Эта селедка тоже пахнет так, что всем селедкам в косяке становится тревожно, страшно, и они стараются поскорее покинуть опасную зону.

Человеческих феромонов страха в явном виде не существует, хотя в случае стресса мы, судя по всему, выделяем явный запах адреналина и кортизола (работают наши потовые железы). На этот сигнал, как известно, реагируют собаки. Они чувствуют: «Ага, он испугался! Теперь я его уж точно укушу». Вывод такой: если на вас рычит собака, надо стараться сдерживать свои отрицательные эмоции. Собака не смотрит на вашу мимику, она обоняет вас, и, соответственно, для собачьего носа многие наши эмоциональные переживания не являются секретом.

Как ученые наблюдают страх

Ученые могут наблюдать проявление эмоций страха и разнообразных фобических состояний с помощью различных современных технологий. Самой показательной является фМРТ – функциональная магнитно-резонансная томография, которая позволяет на коротких интервалах времени оценить изменения кровенаполнения и расхода кислорода в различных отделах мозга. Кровенаполнение и потребление кислорода увеличиваются, когда нейроны активно работают именно в этих зонах и структурах ЦНС.

Например, человек лежит в томографе и просто представляет, что по его руке ползет огромный и опасный паук (провоцирует у себя арахнофобию). В мозге такого человека возбуждается много зон. В том числе происходит активация лобной коры, которая принимает решение стряхнуть «этот ужас». Активируется и передняя часть теменной доли, отвечающая за кожную чувствительность. Возбуждение возникает также в глубоких структурах мозга, связанных с эмоциями: в гипоталамусе, миндалине, центральном сером веществе, голубом пятне. Часто отрицательные эмоции детектируются и в одной из областей островковой коры.

Врожденно значимые сигналы, которые запускают реакции страха, иногда весьма причудливы. В качестве иллюстрации можно привести классический опыт Николаса Тинбергена[[14] ], лауреата Нобелевской премии, изучавшего инстинкты животных. Его эксперимент выглядел так: новорожденные гусята или утята находились в комнате, по потолку которой перемещалась проекция в виде темного крестообразного пятна, напоминающего одновременно летящего ястреба и летящего гуся. Если пятно двигалось длинной «шеей» вперед, имитируя гуся (сзади оказывался короткий «хвост»), птенцы вели себя совершенно спокойно. Однако если пятно меняло направление движения на противоположное (спереди короткая «шея», сзади длинный «хвост»), мозг птенцов идентифицировал его как силуэт хищной птицы, гусята и утята замирали, затаивались. Это поведение не являлось результатом обучения. Получается, что даже маленький и неопытный мозг птенца может детально анализировать весьма сложные сенсорные сигналы и в зависимости от их параметров запускать те или иные поведенческие реакции.

Второй пример: если перед жабой появляется длинное горизонтально ползущее пятно, то, скорее всего, она идентифицирует этот объект как потенциальную пищу, например червяка, и заинтересуется им с пищевой точки зрения. А вот если у движущегося объекта есть вертикальный компонент (даже если это небольшая палочка-шея с грубой имитацией головы), жабий мозг идентифицирует пятно как потенциальную опасность. В этом случае она распрямляет свои лапки, становясь выше, надувается, испускает сильный запах, громко кричит. Подобное защитное поведение жабы может действительно отпугнуть змею или молодую куницу.

На потенциальную опасность многие животные реагируют попыткой визуально увеличить свой размер, то есть оповестить противника или хищника: «Бойся меня, я большой и страшный!» У котов это поднятая шерсть, у петуха – распушенные перья. Рыбы, чтобы напугать соперника, растопыривают плавники, человек распрямляется и выпячивает грудь…

Как развиваются реакции страха?

Существуют два механизма развития реакции страха.

● В более простом случае (рефлекторном) поведение запускается сенсорным стимулом – как в историях про жабу и про гусят. Сенсорные системы врожденно или в результате обучения настроены на какой-то внешний сигнал (в вышеописанных примерах – визуальный). Когда этот сигнал появляется, то организм без особых промедлений выдает оборонительную реакцию, например затаивается или убегает.

● Второй вариант – реакция страха запускается изнутри нервной системы, мозга. Причиной этого, как правило, является деятельность центров тех или иных биологических потребностей.

Потребность в безопасности – одна из ключевых потребностей, и она конкурирует с другими потребностями, например с потребностью в пище или потребностью в новой информации.

Это биологически целесообразно, так как поведение в каждый момент выгодно направлять на удовлетворение только одной, самой актуальной на данный момент потребности. Конкурирующие потребности сплетаются в единый «клубок», который и определяет поведение организма.

По классификации А. Маслоу, описанной в первой главе, потребность в физической и психологической безопасности является одной из базовых. В ситуациях, когда мы ощущаем себя не очень комфортно, не только опасаясь физических повреждений, но и при ощущениях возможности потери свободы или приближения неприятных, пугающих событий, потребность в безопасности нарастает.

В соответствии с классификацией П. В. Симонова, потребность в безопасности находится в группе витальных, жизненно необходимых потребностей. Это и понятно, ведь, если организм не будет заботиться о своей целостности, если от него постоянно будут «отгрызать» по кусочку, наносить травмы, такой организм долго не протянет. Умение уходить от опасностей, хищников, каких-то повреждающих факторов внешней среды (камнепада, избытка ультрафиолетовых лучей, слишком сильных волн на море и др.) – это очень важно, иначе организм просто не выживет.

Получается, что особи, которые не проявляют надлежащих реакций страха и не заботятся о своей личной безопасности, с меньшей вероятностью оставляют потомство.

Вывод: в ходе эволюции в ряду живых существ остаются те, которые заботятся о своей безопасности и целостности организма.

Заботиться о безопасности можно двумя способами: убегая или нападая.

В данной главе мы в основном разбираемся с пассивно-оборонительным реагированием, к которому относятся тревожность, страх или паника, при которых забота о безопасности сдвигается в сторону затаивания, замирания, убегания.

С этой составляющей поведения конкурируют активно-оборонительные программы (агрессия, ярость, нападение на источник опасности). Мы можем не ждать, пока на нас свалится неприятность, а храбро выйти вперед и пытаться напасть на противника.

Скажем, студенты приходят на занятие и преподаватель их спрашивает: «Кто выполнил домашнее задание, кто готов и выйдет отвечать?» Вся группа – раз! – и затаилась. Прижались к партам, стараются даже не дышать. Но почти наверняка, если в аудитории сидит человек 15–20, найдется один, который скажет: «А вы нам ничего не задавали! Непонятно, о чем вообще вы у нас спрашиваете?» Это агрессивная реакция, вполне приемлемая в обществе. Агрессии будет посвящена глава 8, здесь она упоминается как антитеза пассивно-оборонительного поведения.

Простейшие оборонительные программы замыкаются уже на уровне спинного мозга (рефлекс отдергивания руки от источника боли), продолговатого мозга и моста (кашель, чихание, мигание, слезотечение).

Задняя часть гипоталамуса вместе с миндалиной создают соответствующую мотивацию – готовность к запуску оборонительных поведенческих ответов. И обеспечивают вегетативное и эндокринное сопровождение таких ответов. В целом нейрофизиологи предпочитают говорить не о потребности в безопасности вообще, а об активно-оборонительных (агрессия) и пассивно-оборонительных проявлениях (страх, тревожность), которые выражаются в затаивании и бегстве.

Выбор – драться или убегать – постоянно стоит перед нами.

Соответственно, конкуренция fight-or-flight, то есть «дерись или беги», – вечная проблема и, кроме того, это очень важный компонент нашего базового темперамента.

Темпераменты человека

Психологами, работающими в этой области, исписаны горы томов и проведены (и проводятся) тысячи исследований. Поэтому, если вы хотите узнать о темпераменте человека больше, рекомендую познакомиться как минимум с трудами Ганса Айзенка[[15] ], Бориса Теплова[[16] ] и других классиков. Я же хочу немного поговорить на эту тему как физиолог.

Когда начинают рассуждать о темпераменте, о каких-то врожденных особенностях работы мозга конкретного человека, баланс его страха и агрессии оказывается очень важным. Как известно, первая классификация темпераментов, которая до нас дошла, принадлежит Гиппократу, который выделил холериков, флегматиков, сангвиников и меланхоликов. Очевидно, что меланхолики являются яркими примерами проявления пассивно-оборонительной реакции, а холерики – активно-оборонительной.

Обычно вначале запускаются программы избегания как менее рискованные и энергозатратные, но, если неприятности нарастают, они могут смениться агрессией. То, насколько быстро происходит такая смена, – одна из существенных черт темперамента.

В сети можно легко отыскать знаменитые комиксы датского художника Херлуфа Бидструпа, которые иллюстрируют темпераменты. Наверное, все знают картинку, на которой показано, что прохожий садится на шляпу человека, отдыхающего на скамейке. Далее изображено, как по-разному реагируют мужчины с превалированием активно- и пассивно-оборонительных реакций.

Меланхолик рыдает: «Как ужасно, раздавили мою любимую шляпу!» Холерик схватил прохожего за грудки: «Негодяй, ты уничтожил мою собственность!» Флегматик относится к ситуации равнодушно: «Ну да, шляпе капут, значит время пришло». А сангвиник хватает помятый головной убор и хохочет: «Как смешно! Какой потешный блин вышел! Отличная история получится для того, чтобы рассказать друзьям!»

У сангвиника темперамент, при котором доминирует исследовательское поведение, и он видит в ситуации прежде всего юмор и новизну. Меланхолик и холерик – темпераменты с «уклоном» в оборонительное поведение. Явный холерик или явный меланхолик порой бывают на грани нормы, и тогда нужна помощь врача или психотерапевта. Хорошо, что в каждом из нас, как правило, есть компоненты и холеризма, и меланхолии, и сангвы, и флегмы, так что в зависимости от ситуации мы выбираем тот или иной способ реагирования.

Как уже было сказано, в нашей повседневной жизни первыми обычно запускаются пассивно-оборонительные реакции.

Если на нас кто-то давит или начинаются какие-то неприятные, тревожащие события, мы сначала затаиваемся: «Может быть, обойдется». Но если «загоняют в угол» – начинаем протестовать, отбиваться, драться.

Это типичный вариант поведения, он наблюдается и в поведении животных.

Даже опасный хищник (медведь, тигр), когда сталкивается с чем-то неизвестным, например встречается в лесу с человеком, поначалу реагирует пассивно-оборонительно, уходит от контакта: «Не хочу связываться, это может быть опасно и травматично». Но если резко на медведя наскочить, то с большой вероятностью последует агрессивная реакция, поскольку в этот момент мозг животного воспринимает внезапное появление человека как нападение. Поэтому при случайной встрече с опасным животным лучше всего оставаться неподвижным: будете убегать – превратитесь в добычу, а если идти навстречу, смотреть в глаза – с вами начнут драться. Поэтому очень важно постараться сделать вид, что вы вообще не очень живой объект, плохо пахнете и совершенно несъедобны. Может быть, тогда обойдется. Надеюсь, никто из читателей не попадет в описанную ситуацию, хотя, знаю по собственному опыту, потом она долгие годы вспоминается как очень яркое впечатление.

Объективная оценка эмоциональных состояний производится не только с помощью дорогой и сложной фМРТ, но и гораздо более доступными методами ЭЭГ (электроэнцефалографии), КГР (кожно-гальванической реакции), ЭКГ (электрокардиографии), определения диаметра зрачка. В случае кожно-гальванической реакции ответы потовых желез на эмоционально значимые стимулы возникают в течение 0,1–0,3 секунд и длятся 2–3 секунды.

Полученные этими методами данные можно использовать, например, для «детекции лжи» или определения характеристик темперамента (примером серьезных исследований в этой области являются работы Владимира Русалова[17], а также 12-компонентный «функциональный ансамбль темперамента» Ирины Трофимовой[18]). А знать темперамент человека полезно, например при профотборе.

Общие правила: у явного холерика эмоций больше, чем у сангвиника. У флегматика эмоции минимальны. А у меланхолика тревожность повышена постоянно.

Получается, что, наблюдая за работой сердца, зрачка, различных желез и внутренних органов, можно объективно регистрировать эмоциональные переживания, которые появляются в мозге человека во время тех или иных событий. Когда у нас возникают сильные эмоции, в том числе связанные со страхом, мощно активируется вегетативная нервная система.

Вегетативная нервная система (ВНС, вегетатика) – особая часть нашей нервной системы (центральной и периферической), которая работает с внутренними органами. В частности, она готовит внутренние органы к состоянию стресса. Вегетатика, подчиняясь сигналам из высших мозговых центров, может включаться, когда некое важное событие еще не случилось, но вскоре случится, когда требуется привести многие системы организма в более активное состояние, например сделать, чтобы сердце билось чаще, потому что скоро придется убегать или нападать. Это делает та часть ВНС, которая называется симпатическая нервная система.

Как известно, вегетативная нервная система делится на два конкурирующих компонента: симпатический и парасимпатический. Они постоянно «соревнуются» друг с другом, и большинство внутренних органов одновременно получают сигналы от симпатической и парасимпатической систем.

Симпатическая система меняет работу органов в ситуациях стресса, нагрузки, активных затрат энергии (вспомним о катаболизме). Парасимпатическая – приводит к расслаблению, успокоению, неспешному перевариванию пищи, накоплению энергии («спокойное бодрствование», анаболизм).

Соответственно, симпатическая система меняет работу органов в сторону стресса – и когда неприятность случилась, и когда она только приближается. Например, стоматолог сверлит вам зуб и вам больно. Или вам еще не сверлят зуб, вы еще только сидите в очереди к дантисту, но ваше сердце уже бьется чаще, ладони мокрые, зрачки расширены, и вы готовы убежать – это, конечно, действие симпатической системы. В этом случае она работает на основе вашего жизненного опыта, который зафиксирован в коре больших полушарий и через миндалину и гипоталамус воздействует на симпатические нейроны (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Пути развития стрессогенных реакций в организме человека: от коры больших полушарий, миндалины и гипоталамуса до ответов внутренних органов. Особо подчеркнем значимость эффектов норадреналина (основной медиатор симпатической нервной системы) и адреналина (главный гормон мозгового вещества надпочечников)

Потоотделение. О детекторах лжи

Одним из ярких проявлений работы симпатической нервной системы является потоотделение. Потоотделение нужно прежде всего для того, чтобы регулировать температуру тела. Когда становится жарко, мы потеем, пот испаряется с поверхности кожи и организм отдает лишнее тепло. Регулирует этот процесс симпатическая нервная система. А в качестве побочного эффекта – когда мы волнуемся, мы тоже слегка потеем. Кто-то даже не слегка, а сильно.

У меланхоликов в случае волнения ладошки становятся мокрыми и холодными, потому что больше всего потовых желез на ладонях. Датчики, которые связаны с детекцией лжи, не зря ставят на пальцы, на ладони. Здесь важно количество выделяющегося пота: его капли выносят на поверхность кожи отрицательные заряды, которые легко регистрировать. Этот феномен был открыт еще в конце XIX века и назван КГР – кожно-гальванической реакцией.

Есть тонкости, которые надо учитывать, чтобы понять, как реагируют люди с разным темпераментом на различные вопросы, например: «Тебя зовут Петр?» или «Ты украл миллиард рублей из госбюджета?» Как правило, задаваемые вопросы требуют простых ответов типа «Да» или «Нет».

● Как чаще всего реагирует сангвиник: эмоциональная реакция (и КГР) на вопрос у сангвиника обычно длится 1–2 секунды, дальше он спокойно сидит и ждет следующего вопроса.

● Как реагирует холерик: его КГР выше по амплитуде и длительнее (3–5 секунд), он отвечает на вопрос быстро и громко, а потом переживает какое-то время: «Вот пристали, какие-то тупые и оскорбительные вопросы задают!»

● При обследовании флегматика вы начинаете подозревать, что у вас сломался прибор. Надо что-то очень серьезное сказать или сделать, чтобы у него возникла очевидная эмоциональная реакция.

● Меланхолик: тут даже никаких вопросов задавать не надо, сам факт, что его привели в какую-то ужасную комнату, надели эти кошмарные датчики и сейчас все про него узнают, приводят беднягу в стрессовое состояние. Пот почти капает с его ладоней, а прибор постоянно регистрирует отрицательные потенциалы и зашкаливает…

Соответственно, подобное исследование может использоваться как детекция лжи, хотя скорее свидетельствует об уровне быстротекущих эмоций. Для более уверенного заключения о том, что человек врет, вам потребуется дополнить КГР данными анализа электрокардиограммы (отражает общий уровень стресса), диаметра зрачка, дыхания, мимики, а также результатами психологического тестирования. Но даже и после этого ваше заключение не будет в суде рассматриваться как доказательство чьей-то вины.

КГР и «детекция лжи» неплохо работают при профотборе. Если вам нужно выбрать очень спокойного человека (например, необходим охранник в офис, который 12 часов в сутки будет методично проверять документы и ни с кем не поругается), тогда отлично подходит флегматик.

Если же вы хотите найти бравого телохранителя, такого, чтобы смотрел на все 360°, шел везде за начальником и чуть что кидался защищать его своим телом, то, конечно, больше подходит холерик.

А если вы хотите найти менеджера по продажам, например, косметики или пылесосов, то оптимален вариант сангвиника. Он жизнерадостный, и даже если ничего не продал в одном месте, то посмеется и пойдет искать следующего покупателя. Холерик же, если его старания не увенчались успехом, может злиться, конфликтовать. Меланхолик тоже плохо подходит: не продал – и впал в депрессию. Флегматику вообще наплевать: не взяли товар – и не надо, не очень-то хотелось…

Все эти рассуждения, конечно, лишь забавные схемы, применимые только к ярко акцентуированным личностям, но их рекомендуется учитывать в самых разных ситуациях нашей жизни.

О чем говорит диаметр зрачка

Помимо детекции потоотделения, очень хорошим показателем эмоций, которые мы испытываем, является диаметр зрачка. Известно, что при изменении освещенности сетчатки зрачок, подобно диафрагме фотоаппарата, меняет свою площадь примерно в 20 раз. Расширение зрачка в темноте, а также при стрессе – функция симпатической нервной системы.

Симпатическая система расширяет зрачок в темноте, для того чтобы больше света попадало на сетчатку. Как побочный эффект – когда мы волнуемся, зрачок тоже становится шире.

Это даже отражено в пословице: «У страха глаза велики».

Важно, что, в отличие от потоотделения, чтобы регистрировать диаметр зрачка, никакие датчики использовать не надо. Современные системы видеонаблюдения позволяют это делать напрямую, в режиме реального времени через компьютерный анализ изображения глаза.

Представьте себе, что вы подошли к входу и хотите попасть внутрь здания. Вам из-за двери задают по громкой связи вопросы, вы на них отвечаете, а в это время видеокамера уже считывает ваше эмоциональное состояние. Следящий за вами при помощи компьютерных программ многое успеет понять, особенно если к диаметру зрачка будет добавлена еще и детекция мимики, движений глаз. А еще наблюдающий за вами успеет просмотреть ваши странички в социальных сетях, а если не найдет их – это само по себе внушает подозрения… Вы и не в курсе, какой процедуре подвергаетесь, а информация о вас уже собрана!

Препараты, снижающие тревожные состояния

Потребность в препаратах, снижающих тревожные состояния, очень велика. Подобные соединения называются транквилизаторы, или анксиолитики (от аnxiety – тревожность).

Для предварительного тестирования таких препаратов проводятся исследования, оценивающие тревожность экспериментальных животных. Такой анализ свойств потенциальных лекарств на животных является обязательным этапом перед их внедрением в клиническую практику.

Для этого, например, используется уже описанный в предыдущей главе «крестообразный лабиринт», попав в который крыса чередует исследовательскую и пассивно-оборонительную стратегии, выбирая светлый либо затемненный рукав лабиринта. Транквилизаторы снижают вероятность выбора реакции страха и затаивания, в идеале не уменьшая при этом общий уровень двигательной активности.

Потребность в препаратах, снижающих тревожность, всегда велика, так как окружающий нас мир сложен, непредсказуем и, как и во все времена, несет множество отрицательных эмоций. Поэтому тревожность у многих людей постоянно повышена, а у некоторых периодически зашкаливает так, что необходима психологическая и/или фармакологическая поддержка.

Какие существуют препараты, уменьшающие тревожность? Как правило, анксиолитики, транквилизаторы – это препараты, усиливающие действие гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК).

Напомню, что два важнейших медиатора ЦНС – глутамат (глутаминовая кислота), главный возбуждающий передатчик сигналов в синапсах, и ГАМК (гамма-аминомасляная кислота), специализированная на тормозных влияниях.

ГАМК способна сдерживать и даже блокировать излишние информационные потоки, будь это сенсорные сигналы, эмоции или двигательные программы. В том числе она регулирует негативные эмоциональные переживания. Если надо уменьшить выраженность отрицательных эмоций, можно использовать молекулы, активирующие ГАМК-синапсы. Такие молекулы известны уже более ста лет, и это прежде всего барбитураты и бензодиазепины. Классическим их представителем является валиум (бензодиазепиновая группа). Как правило, такие лекарства продаются по рецепту.

Хотя бывают исключения, и в нашей стране, например, корвалол продается без рецепта, а ведь в его состав входит фенобарбитал – серьезный транквилизатор, относящийся к барбитуратам. Корвалол и его «близнец» валокордин – любимые бабушкины лекарства. В них смесь ментолового масла и фенобарбитала, активирующего рецепторы ГАМК. В результате при приеме корвалола возникает прямое успокаивающее действие на мозг. 10, 20 или 30 капель корвалола – в зависимости от уровня стресса – реально работают. Но, если вы повезете корвалол через границу без рецепта, вас может задержать таможня, потому что вы провозите сильнодействующий психотропный препарат.

Страх и обучение

Чего-то мы боимся врожденно, основную часть стимулов и ситуаций мы учимся пугаться и опасаться. Для того чтобы такое обучение произошло, необходимо совпадение во времени действия на организм двух факторов:

1. Сигналов, которые были исходно нейтральны (не значимы);

2. Болевого ощущения, отвратительного вкуса или какого-либо иного мощного отрицательного подкрепления, врожденно вызывающего негативные эмоции.

Тогда формируется условно-рефлекторный страх.

«Не делай, иначе будет плохо!»

Физиологи, изучая, как мозг учится бояться, разработали много разных тестов. Представьте, что крысу посадили в экспериментальную камеру, которая разделена на две равные части. Одна из них освещена – сюда животное исходно помещается, а в другой темно, и туда ведет дверца. Крыса свет не очень любит, ей, как существу, приспособленному для жизни в норах, в освещенном отсеке тревожно. И она быстро переходит в темный отсек. Сразу вслед за этим дверца закрывается, животное получает сильный удар током, и ее мозг понимает: «Я сделал явно что-то не то…»

Поскольку негативная эмоция сильна, большие полушария крысы формируют ассоциацию между обстановкой экспериментальной камеры и болью. Далее выясняется, что даже через неделю после однократного удара током три четверти крыс, если их опять поместить в те же условия, не входят в темный отсек. Крысиный мозг в большинстве случаев прочно удерживает информацию даже после однократного травматического воздействия. Примерно 25 % животных все же входят в темный отсек, но большинство из них тут же выбегают обратно. При этом на физиономии у них написано: «Ой, как же это я забыла совсем, что туда нельзя! Надо уносить ноги!» Нужно полтора-два месяца, чтобы более половины крыс забыли о полученной психотравме.

В целом описанная ситуация основана на принципе затаивания, общего торможения поведения: «Не делай этого, иначе будет плохо». В данном случае это означает: «Не входи туда, иначе будет больно». Подобного рода навыки у нас активно формируют общество, начальники, родители, педагоги, да и просто окружающая среда. Например, ребенок, которому, несмотря на запреты, удалось что-то вставить в розетку, и он получил удар током – в дальнейшем все розетки, а иногда и все электрооборудование, годами будет обходить стороной.

«Делай, иначе будет плохо!»

Теперь разберем другую экспериментальную ситуацию. Крыса помещается в экспериментальную камеру, где на высоте примерно 20 сантиметров расположена полочка. Животному нужно при звуках звонка прыгнуть на эту полочку, но об этом исходно оно не знает. Крыса сидит в камере, звенит звонок, и примерно после 10 секунд его звучания на пол подается электрический ток. В этом случае ток используется довольно слабый, так как у исследователя нет цели ввести животное в серьезный стресс. Крысе даже почти не больно, она скорее чувствует неприятное покалывание в лапках и, побегав по камере, выполнив несколько прыжков вверх, быстро оказывается на полке, где нет тока.

Соответственно, мозг крысы работает с набором событий «звонок-ток-прыжок», который предъявляется ему повторно с интервалом в несколько минут. С каждым повтором крыса все быстрее избегает боли. Примерно через 12–15 повторений ситуации, едва звонок зазвонит, крыса сразу же прыгает на полку. При этом видно, как уменьшается уровень ее стресса и негативных эмоций. Если при первых повторах животное «спасается» почти в панике, то на 15-й раз она ведет себя совершенно спокойно, без особых эмоций выполняя действие, которое с гарантией избавляет ее от неприятных ощущений. В данном случае программа работает по принципу «Делай, иначе будет плохо!».

Надо отметить, что мы много чему учимся для того, чтобы не стало плохо, учимся выполнять определенные действия, чтобы избежать неприятностей. Это еще называют обучением с помощью «метода кнута», то есть событий, вызывающих отрицательные эмоции. Можно учить с помощью «метода пряника» – таких событий, которые вызывают положительные эмоции.

К сожалению, мозг у многих людей так устроен, что они избегать неприятностей учатся лучше, чем достигать успеха.

Это, в частности, приводит к тому, что с возрастом у человека может накапливаться все большее количество программ и навыков избегания. Получается, что в начале жизни многие люди живут более бесстрашно, стремятся получать положительные эмоции, достигать чего-то приятного. А чем дольше существуют, тем чаще выбирают действия, позволяющие избегать неприятностей. С возрастом становятся менее «оптимистичными» и слабее нацеленными на новизну не только люди, но и экспериментальные животные (например, те же белые крысы).

Если немало поживший человек руководствуется мыслью: «Как бы чего не вышло!» – у него снижается как общая активность, так и исследовательское поведение. В данном случае рекомендуется следить за мозгом: «Мозг, ты опять избегаешь неопределенных ситуаций, давай смелее, надо стремиться к новизне, к успеху!» Людям среднего и старшего возраста очень полезно, «подталкивая» себя, снова и снова пробовать что-то еще неизведанное, несмотря на вероятность неудач. Только здесь лежит путь к более счастливому и активному будущему.

Для того чтобы крыса научилась прыгать на полочку в ответ на звонок, нужно, чтобы нейроны в ее слуховой коре установили активную связь с нейронами в двигательной коре (рис. 4.3). Конечно, нервные клетки и так друг с другом связаны (если не прямо, то через промежуточные нейроны). Но, пока нейросеть не обучена, синапсы в ней работают совсем слабо, в них мало рецепторов, реагирующих на медиатор (прежде всего на глутамат). По ходу обучения при условии успешной деятельности на входах в обучающиеся промежуточные нейроны наблюдается рост эффективности синапсов. В результате возбуждение от звукового сигнала начинает быстрее и надежнее, эффективнее достигать двигательного центра, запуская в итоге необходимые реакции. Это один из базовых механизмов формирования памяти.

Рис. 4.3. Вверху: процесс формирования в коре больших полушарий белой крысы ассоциации между сенсорным стимулом (звонок) и двигательной реакцией (прыжок на полку). Внизу слева изображена экспериментальная установка (описание см. в тексте). Внизу справа на схеме мозга человека показано, что обучение происходит на фоне выделения норадреналина структурой, называемой «голубое пятно»

Всегда, когда мы говорим об обучении и памяти в коре больших полушарий, мы имеем дело с синаптическими модификациями и чаще всего с увеличением эффективности синапсов.

Если это увеличение происходит на короткое время, мы говорим о кратковременной памяти, а если на длительное, а то и вообще пожизненно – о долговременной памяти.

Сопереживание, эмпатия и альтруизм

Еще одним важным компонентом нашего поведения, связанным с тем, что мы испытываем страх, тревожность, негативные эмоции, является сопереживание, которое обеспечивает работа зеркальных нейронов.

Сопереживание (эмпатия) – одна из врожденных функций высокоразвитого мозга.

Вам еще предстоит познакомиться с 7-й главой, посвященной зеркальным нейронам, сейчас о них упомянем очень кратко.

Мозг человека устроен так, что мы в очень серьезной степени переносим на себя эмоции, испытываемые другим человеком и даже другим живым существом. Если кто-то радуется, мы тоже радуемся. Если кто-то огорчается, мы тоже огорчаемся. Таковы особенности функционирования нашей нервной системы. Однако, поскольку все мы разные, у кого-то эмпатия выражена более ярко, а у кого-то – менее. Но в любом случае мы совершаем немало действий, чтобы соседу, близкому человеку не было неприятно.

Эмпатию можно изучать и на белых крысах. Животное помещают в светлый отсек экспериментальной камеры, откуда оно может спокойно уйти в темный отсек, и никаким током его при этом не бьют. Однако в тот момент, когда крыса входит в темный отсек, оказывается, что пол отсека – педаль, включающая ток в расположенной рядом небольшой клетке. В этой клетке сидит вторая крыса, и ей становится больно и неприятно, она пищит и выделяет феромоны страха. А первая крыса все слышит и обоняет.

Поставьте себя на место первой крысы, как вы будете себя вести? С одной стороны, сидеть в светлом отсеке неприятно, с другой – товарищ страдает. Оказывается, что две трети крыс в данной ситуации выбирают альтруистический вариант поведения, выходят на свет и сидят там. У них сопереживание побеждает пассивно-оборонительную реакцию. А примерно треть крыс остаются в темном отсеке и никаких явных отрицательных эмоций не испытывают. Они даже выглядывают из дверцы на свет, чтобы посмотреть: «Кто это там кричит?»

Однако, если делать светлый отсек все более неудобным, тесным, с торчащими металлическими шипами и т. п., доля альтруистов начинает сокращаться. Баланс альтруизма и оборонительного поведения очень гибкий. Хорошо быть альтруистом, если твой доход составляет миллионы долларов, можно и исследователю дать грант, и кинорежиссеру дать премию. А если тебе есть нечего, то в этом случае, конечно, с альтруизмом бывают проблемы. Вместе с тем, если ты отдаешь на благое дело последние «две лепты», это дорогого стоит…

Стресс, неопределенность и желание заглянуть в будущее

Чтобы мы могли успешно существовать, наш мозг старается постоянно заглядывать в будущее. Способность к обучению позволяет связать врожденно значимую ситуацию и сопутствующие ей сигналы. На основе этого можно построить прогноз ближайшего будущего (тем более с учетом описанных в предыдущей главе возможностей второй сигнальной системы). Поведение, реализуемое на основе подобных прогнозов, более эффективно, а риски неудач уменьшаются.

С учетом сказанного понятно, почему любая высокоразвитая нервная система плохо переносит состояние неопределенности. Состояние, когда не знаешь, какая неприятность свалится тебе на голову в следующую минуту, когда неизвестны пути выхода из потенциально опасной ситуации, очень неприятно. Особенно травматичной является так называемая выученная беспомощность, когда вообще нет выхода и ничего нельзя сделать. Она почти фатально ведет к развитию депрессии. Например, крыса в клетке в случайные моменты времени получает сильный удар током и ничего не может с этим поделать (нет поведенческой реакции, которая могла бы предотвратить боль).

В этом случае центры отрицательных эмоций перегружены – и это прямой путь к хроническому стрессу, нервному истощению и уже упомянутой депрессии.

Наш мозг так устроен, что вспомогательные (пусть даже исходно незначимые) сигналы, ассоциирующиеся, например, с будущей болью, будущими неприятностями, помогают нам вовремя и правильно выстраивать свое поведение. Неопределенность, попадание в избыточно новую ситуацию, про которую мы явно чего-то важного не знаем (например, реальная опасность коронавирусов), – очень мощный источник тревожности. В данном случае может активно проявить себя исследовательская потребность, которая помогает снять тревогу плюс приносит собственные положительные эмоции. Например, вы оказались в незнакомом месте, обошли окрестности, все посмотрели, проанализировали, и вам уже стало легче. Вы теперь представляете, что в этом месте происходит.

Противоположная ситуация: вам не удается собрать информацию, вам непонятно, где вы и что происходит. Если в структуре, где вы работаете, сменили все начальство или, скажем, курс национальной валюты крайне нестабилен (не говоря уже об общей политической ситуации), то эта постоянная тревожность может привести к хроническому стрессу значительной части коллектива или даже населения страны. В таком случае очень сложно обеспечить рост уровня здоровья или продолжительности жизни нации…

Если все структуры организма, обеспечивающие реакцию на стресс, хронически перегружены, это может привести к гипертонии, гастриту и язве желудка, к снижению иммунитета, нарушению эндокринных и репродуктивных функций и другим проблемам. Перегрузка гипоталамуса, миндалины, симпатической нервной системы ведет к нарушениям функций гормонов, внутренних органов, и нервной системы в целом.

Как развивается стресс

В заднюю часть гипоталамуса и миндалину приходят врожденно значимые сенсорные сигналы о «плохих» ощущениях: боли, горьком вкусе, переохлаждении, отвратительном запахе, очень громком звуке.

Еще один важнейший источник стресса – неудовлетворенные потребности, прежде всего биологические: голод, жажда, дефицит кислорода.

А также ограничение свободы передвижения (иммобилизация), негативные эмоции сородича (сопереживание) и др.

Если в организме присутствует хроническая боль или постоянно не удовлетворены какие-то потребности, которые ваш мозг считает очень важными, и, наконец, если приближается некая потенциальная опасность, какое-то значимое событие, то развивается стресс. При приближении неизвестной ситуации, пусть даже сулящей вам выигрыш, все равно возникает стресс, активируется вегетативная система, сердце стучит чаще.

Источником такой информации является кора больших полушарий (центры памяти, «речевая модель» внешнего мира).

Если эта ситуация происходит слишком часто и длится слишком долго, то возможно развитие нервного истощения.

Классик физиологии Ганс Селье[[19] ] в 1936 году ввел понятие стресса.

Стресс («давление», «напряжение») – неспецифическая реакция организма на сильное (очень сильное) воздействие. Воздействие может быть физическим или психологическим. Термин «стресс» используют также при описании соответствующего состояния нервной системы и организма в целом.

Ганс Селье показал, что слишком долгий стресс сначала приводит к тому, что организм на первом этапе привыкает к этому состоянию и некоторое время относительно стабильно существует в ситуации стресса. Но в конце концов даже у самого выносливого индивида силы кончаются, наступает так называемая фаза истощения, для которой характерны различные патологические изменения.

Стадии стресса по Гансу Селье:

1. Тревога;

2. Адаптация;

3. Истощение.

Кратковременный же стресс не всегда вреден, особенно если впереди ожидаются положительные эмоции. Он как бы будит тело, стимулирует внутренние органы, заставляет сердце биться чаще, прочищает сосуды. А длительный хронический стресс – это уже зло. С организмом в состоянии хронического стресса происходит слишком много разных негативных изменений.

Развиваются эффекты стресса в основном через гипоталамус и гипофиз. Две эти структуры оказывают ключевое влияние на вегетативную нервную систему, на гормоны стресса, на адреналин. Миндалина является главным центром, ответственным за влияние стресса на психическую деятельность. От миндалины сигналы уходят в ассоциативную лобную кору. Они накладывают серьезный отпечаток на наше поведение.

Из гипоталамуса и гипофиза сигналы передаются в основном внутрь организма, влияя на симпатическую нервную систему, меняя гормональный статус. Выделяется много адреналина, из-за постоянного стресса возникают проблемы с половыми гормонами.

В этой системе целостной нейроэндокринной реакции на стресс есть еще один важный участник, вклад которого стоит учитывать, – поясная извилина. Напомним, что она расположена на внутренней стороне больших полушарий над мозолистым телом и помогает ассоциативной лобной коре, сравнивая то, что получилось, с тем, что ожидалось. То есть в ней происходит сравнение реальных и ожидаемых результатов поведения. Соответственно, если результаты не совпали, это может быть источником отрицательных эмоций (см. предыдущую главу).

От поясной извилины сигнал может уходить на гипоталамус. Фрустрация, разочарование способны захватывать наш мозг. Взаимодействие поясной извилины с лобной корой является очень важным компонентом организации нашего поведения.

Сравнение того, что получилось, с тем, что ожидалось, – источник положительных эмоций, когда вышло, как мы хотели, и источник отрицательных, когда что-то пошло не так.

Эндокринная составляющая страха и стресса

Если при сравнении того, что получилось, с тем, что ожидалось, не обнаруживается совпадения, поясная извилина передает сигнал на гипоталамус, гипоталамус – на гипофиз и симпатическую нервную систему. Оба этих блока нашего организма способны влиять на надпочечники. Надпочечники – ключевая эндокринная железа, которая выделяет ряд гормонов, запускающих состояние повышенной активности многих внутренних органов. Это состояние требуется для интенсивного реагирования при стрессе, и ключевыми из этих гормонов являются адреналин и кортизол.

Адреналин выделяется так называемым мозговым веществом надпочечников, кортизол – корой надпочечников. Оба гормона активируют обмен веществ, адреналин заставляет сердце биться чаще, кортизол подавляет работу лейкоцитов. В небольших дозах это хорошо, а вот когда подобное воздействие становится хроническим, тогда начинают развиваться патологические изменения во многих органах, тают запасы энергии, ухудшается иммунитет.

Параллельно с этим симпатическая нервная система сама мощно влияет на внутренние органы. В этом случае выделяется вещество, которое называется норадреналин. Молекулы адреналина и норадреналина являются основными проводниками стресса. Химически они очень похожи, но адреналин использует эндокринная система, а норадреналин – преимущественно нервная (хотя небольшое количество норадреналина выделяет и мозговое вещество надпочечников – вместе с адреналином).

Адреналин активирует внутренние органы всерьез и надолго: сердце часами бьется чаще. Норадреналин (выделяясь из аксонов симпатических нейронов) обеспечивает быстрые реакции.

Например, вы идете по улице, вдруг сзади раздался громкий хлопок, и ваше сердце тут же забилось чаще. Эта реакция, идущая через симпатическую систему, является непосредственным результатом выделения норадреналина. А если у вас через два дня назначено какое-нибудь очень важное событие, о котором вы давно мечтали, то ваше сердце уже сейчас бьется чаще, и завтра будет, а уж в «час Х» частота сердцебиений просто зашкалит. Это действует адреналин, отвечающий за длительные реакции. Конечно, в жизни нужны оба варианта реагирования. Поэтому надпочечники и симпатическая нервная система работают совместно.

Длительная и сильная активация систем, обеспечивающих реакцию на стресс, ведет не только к истощению организма (по Г. Селье), но иногда выливается в депрессию.

Напомним, что депрессия – результат нарушения равновесия между центрами положительных и отрицательных эмоций, прежде всего из-за ослабления положительных эмоций (см. главу 2). Депрессия наступает, когда «жизнь не радует». Выделяют депрессивное поведение, связанное с текущими трудностями (ситуативная депрессия), и депрессивность как характеристику темперамента. Во втором случае психотерапия чаще оказывается неэффективной, выше опасность суицида, а использование антидепрессантов более актуально.

Антидепрессанты – препараты, активирующие серотониновые синапсы. Как известно, серотонин тормозит центры отрицательных эмоций. Дополнительно они могут усиливать и положительные эмоции (через норадреналиновые и дофаминовые синапсы).

Одним из важнейших факторов ситуативной депрессии является хронический стресс. При такой депрессии также помогут и транквилизаторы, и антидепрессанты, а самое главное, поможет понимание того, что конкретно провоцирует стресс. Убрав эту причину, можно ликвидировать напряжение и истощение, что будет самым конструктивным подходом к данной ситуации.

Управление страхами

Воздействие на центры негативных эмоций, центры страха активно используют те, кто хотел бы управлять, манипулировать поведением людей. Такая манипуляция используется в коммерческой и социальной рекламе, в политтехнологиях.

В религиозной и культовых практиках эксплуатируются страх смерти и посмертного наказания (например, страшный суд, круги ада, демоны и т. п.). Психолог может помогать вам идти по жизни, но ни один психолог не станет пугать клиента тем, что в результате неправильного поведения тот попадет в ад. Описания того, что будет с нами после смерти, – важнейший компонент любой религии, возьмем ли мы христианство, ислам или индуизм. В священных книгах обрисован огромный набор крайне неприятных воздействий на грешников, с которым все желающие, конечно, могут ознакомиться.

Маркетологи, которые пугают нас разными неприятностями, продают прежде всего лекарства. По телевизору часто показывают рекламу медицинских препаратов, вызывая у зрителей чувство страха за жизнь близких. Например, демонстрируют человека, у которого начались проблемы с сердцем, возможно, это инфаркт, в результате которого, как мы понимаем, он может умереть. И ему в рекламе тут же дают таблетки, чтобы этот инфаркт остановить. Раз! – кадр крутится назад, и теперь нам предлагают счастливый конец. Пугая человека смертью, рекламщики, конечно, используют очень сильный прием.

Страховщики нас тоже пугают. Пожаром, потопом, несчастными случаями и прочими неприятностями.

Активно использует негативные эмоции и социальная реклама, которая показывает всякие ужасы, но уже не для того, чтобы мы что-то делали, а для того, чтобы мы чего-то не делали. Политики также часто нагнетают страх у своих избирателей. Пугать – их типовой ход. Они считают, что без образа опасного и беспринципного врага их предвыборная программа будет беззубой, неинтересной.

В коммерческой рекламе, предъявляя товар, по-разному пугают мужчин и женщин. Так, при обращении к женщинам чаще всего идет апелляция к внешности: купишь крем – будешь красивая и молодая, не купишь – покроешься морщинами. В случае рекламы товаров для мужчин, большинству из которых собственная внешность не очень важна, под удар страха ставят иные сферы, например потенцию.

Социальная реклама решает важные общественные задачи. В социальной рекламе часто используется визуальная информация, имеющая негативный характер, в которой эксплуатируется страх, демонстрация неприятных исходов каких-то значимых ситуаций. Такая реклама часто имеет агрессивный характер и, как правило, показывает, «что будет, если не…» (например, реклама по борьбе со СПИДом, реклама ГИБДД о вождении в нетрезвом состоянии, без использования ремня безопасности). Один из самых жестких вариантов визуальной социальной рекламы, можно описать так: «Не разговаривайте по телефону с тем, кто за рулем, иначе кровь от ДТП может плеснуть вам прямо в лицо из трубки телефона».

Итак, в нашем мозге есть центры страха. Без их активации вряд ли получится прожить. Более того, если они не будут работать, у многих из нас появится ощущение неполноты психической жизни. Преодоление страха является отдельным источником радости.

Часть мозга, связанная со страхом, должна работать, иначе жизнь, как радуга, потеряет один из своих цветов. Если мы совсем ничего не боимся, то можем ощутить, что чего-то в жизни не хватает.

Пойти в кино, чтобы испугаться. Популярность фильмов ужасов

Бояться может быть даже интересно, а порой и нужно. Поэтому существуют особые ситуации, когда нам нравится, если нас пугают. О таком позитивном страхе говорится в мультике про котенка по имени Гав. Помните, что там произошло?

«Котенок и щенок спустились на первый этаж и сели на самой нижней ступеньке. "Нет, – сказал Гав, – здесь дождя совсем не слышно и поэтому бояться неинтересно. Я лучше пойду побоюсь на чердаке"».

Выделение адреналина, стресс, когда при этом ты знаешь, что всегда можно спуститься вниз и там безопасно, – это то, что нужно. Это такой «ненастоящий», в чем-то даже приятный страх.

Всемирно известный писатель Стивен Кинг в своей литературоведческой работе «Пляска смерти», посвященной жанру хоррор и фильмам ужасов, пишет: «Мы чувствуем себя относительно спокойно, лишь пока видим молнию на спине чудовища»[20]. Зритель должен понимать, что показанное на экране все равно не по-настоящему, потому что в тот момент, когда эпизод окажется слишком реалистичным, он действительно испугается и убежит из кинотеатра. Тогда ваши сборы окажутся явно ниже, чем вы ожидали. Должно быть видно, что это игра в страх, и такая игра для многих весьма привлекательна.

Когда Стивена Кинга спрашивали: зачем вы сочиняете ужасы, когда в мире и так хватает ужасов настоящих? Его ответ был таков: мы описываем выдуманные ужасы, чтобы помочь людям справиться с реальными. Конечно, явный меланхолик вряд ли пойдет на ужастик в кино, а вот холерик и сангвиник – пойдут. И флегматик – с ними за компанию. В итоге в кинематографе существует огромная сфера, которая эксплуатирует различные варианты ужасов – и фантастические, и мистические, и детективные.

Компьютерные игры и экстремальный спорт

Попадание в потенциально опасные ситуации и выход из них с честью, с победой, мощно бодрит наш мозг, стимулируя положительные эмоции. Для этого, например, придумываются и продаются компьютерные игры. Как правило, они затрагивают еще и другую составляющую «потребности в безопасности», запуская не столько пассивно-оборонительное, сколько агрессивное поведение. В современных компьютерных играх эмоции, стресс и адреналин гарантируются. Однако гораздо лучше, когда стресс разрешается через реальное активное движение, физическую нагрузку, спорт.

Но, как вы понимаете, спорт бывает очень разным. В сфере преодоления чувства страха работает экстремальный спорт. В этом случае человек попадает в некую потенциально опасную ситуацию, преодолевает ее, и выделяющиеся адреналин и норадреналин приносят положительные эмоции. Преодоление испытания увеличивает наше чувство безопасности. А когда оно усиливается – это очень важный фактор позитива, и его активно используют люди, склонные к риску. Очень многие готовы рисковать и соревноваться, чтобы преодолевать свой страх, ощутить прилив адреналина и радость победы!

Человек, который специально попадает в потенциально опасную ситуацию, чтобы потом из нее выбраться, и без этого уже не мыслит свою жизнь, по сути, зависим от норадреналина.

Такой индивид очень активно эксплуатирует те клетки мозга, которые выделяют норадреналин и гарантируют ему положительные эмоции.

Радость преодоления, или Эффекты действия норадреналина

Норадреналин, который уже был описан выше как медиатор симпатической системы, является также важным медиатором головного мозга. В ЦНС эффекты норадреналина можно определить как «психическое сопровождение стресса».

Он вызывает:

1. Общую активацию мозга (торможение центров сна, бессонница);

2. Увеличение двигательной активности (не сидится на месте);

3. Снижение болевой чувствительности (сильный стресс может вызвать анальгезию);

4. Улучшение обучения, запоминания (на фоне умеренного стресса мы быстро учимся избегать опасности) (см. рис. 4.3);

5. Положительные эмоции на фоне стресса (азарт борьбы, чувство победы).

Норадреналин в головном мозге вырабатывается нейронами, которые находятся в передней верхней части моста, в так называемом голубом пятне (см. рис. 4.3 внизу справа). Эта зона очень невелика, всего несколько миллионов клеток, но их отростки расходятся по всему головному и спинному мозгу и влияют на множество функций.

Зависимость от норадреналина, в частности игромания, является реальной проблемой. Ее лечат в тех же клиниках и теми же методами, что и классическую наркоманию.

Наркотическими свойствами обладает похожий на норадреналин эфедрин. Он является природным агонистом норадреналина. Это токсин голосеменного кустарника эфедры, служащий сырьем для изготовления лекарственных средств: бронхорасширяющих препаратов (применяемых при астме) и сосудосуживающих капель (при насморке). Однако из эфедрина могут быть получены эфедрон и первитин – сильные и опасные наркотики.

Подведем итоги нашей «страшной» главы.

В случае возникновения страха работают центры пассивно-оборонительного поведения и, если смотреть шире, центры отрицательных эмоций. Страх сигнализирует об опасности, и этим он полезен. Без него нам бы жилось хуже: без страха мы бы попадали в неприятные ситуации гораздо чаще и чаще бы наносили вред себе и окружающим.

Избыток страха (особенно фобии и панические атаки) вреден, так как ведет к росту тревожности, истощению организма и даже к депрессии. Поэтому нужно балансировать на некой оптимальной грани. Если же возник очень сильный страх, то следует обращаться либо к лекарственным препаратам, либо к психотерапии.

Конечно, нужно уметь видеть, как нами манипулируют с помощью страха маркетологи, политики и религиозные деятели. Нужно осознавать эти попытки, относиться к ним с пониманием и расшифровывать те подсознательные воздействия, которые на нас пытаются оказать.

Когда нам удается победить страх, мы испытываем положительные эмоции, и эти положительные эмоции могут быть важной составляющей нашей психической жизни.

Психическая жизнь в идеале должна быть максимально разнообразной, мы должны получать положительные эмоции из самых разных потребностей, только тогда наша жизнь будет полной и яркой.

Глава 5. Мозг: дети и родители

Детско-родительское поведение

Надеюсь, что, читая эту книгу, вы заметно продвинулись в понимании принципов работы мозга и периодически занимаетесь самоанализом: «Что я сейчас делаю? Почему именно это? Что на самом деле лежит в основе моих поступков? Какие потребности?» Учитесь узнавать, оценивать, контролировать и сдерживать свои потребности. Или, наоборот, активировать, если ничего не хочется, если ваше настроение становится похоже на депрессию. Когда ничего не хочется, нужно поискать, и, может быть, какая-то потребность откроется с новой стороны, заинтересует вас, вы начнете в нее всматриваться – и откроете новые пути и возможности.

Разбираться с программами родительского мозга и детского мозга («детско-родительское взаимодействие») очень важно и интересно. Это две разные группы программ, хотя они параллельно инсталлированы в нервной системе (прежде всего в переднем гипоталамусе). В нашем мозге присутствуют нейросети, которые обеспечивают привязанность к родителям, и нейросети, которые отвечают за родительское – отцовское или материнское – поведение.

Детско-родительское взаимодействие по классификации П. В. Симонова относится к группе зоосоциальных биологических потребностей.

Мы генетически настроены на то, чтобы их удовлетворять и испытывать при этом положительные эмоции.

Родительское поведение

Начнем с родительского поведения. Соответствующая потребность обычно захватывает человека не сразу, она может совсем молчать, пока у него нет детей. Зато потом, когда он становится родителем, эта потребность оказывается очень важной и активно себя проявляет всю оставшуюся жизнь. Потому что ребенка важно не только родить и вырастить до возраста посещения детского сада или школы, но и длительный срок заниматься его делами. Ему же потом надо поступать в университет, устраиваться на работу, заводить семью. А вам впоследствии воспитывать внуков.

Заботы, связанные с родительским поведением, являются очень важной частью психической деятельности человека. Они наполняет нашу душу как мощными радостями, так и глубокими огорчениями, как и всякая серьезная биологическая потребность.

Кроме детско-родительского взаимодействия в группу зоосоциальных потребностей попадают половое поведение, стремление занять свое место в социуме (в том числе лидировать), сопереживание. Половое поведение – это, конечно, прекрасно, но многие связанные с ним положительные эмоции – это, по сути, лишь «приманка», которая заставляет умный и самодостаточный мозг человека заняться размножением. А заняться этим нужно, чтобы появились дети. Потому что с биологической точки зрения организм, который не оставил потомков, прожил зря, его гены пропали. Можно, конечно, рассуждать о вкладе в культуру и историю человечества, но это уже более тонкие сферы, а вот с точки зрения биологии если у вас нет детей, то ваше уникальное сочетание аллелей различных генов (некоторые из которых, возможно, очень адаптивны и эффективны) кануло в Лету. И вы не выполнили свою самую главную биологическую задачу.

Родительское поведение – великий двигатель всей эволюции животного мира и очень важная составляющая нашей психической жизни.

Как родительское, так и детское поведение связано с передней частью гипоталамуса, где находятся нервные клетки, отвечающие за различные программы, обеспечивающие воспроизводство. Там же находятся и центры полового поведения, и отсюда же генерируется родительская и детская привязанность.

Контролирует эти типы поведения также миндалина, которая более значима в случае оборонительной потребности, а в случае детско-родительского взаимодействия скорее блокирует его избыточные проявления. Важную роль играет и прилежащее ядро прозрачной перегородки (n. accumbens). Напомним, что эта структура находится в передней части базальных ганглиев («вентральный стриатум»). Она является главным центром положительных эмоций, в том числе эмоций, связанных с заботой о потомстве.

Запуск программ родительского поведения зависит от типичного набора факторов – генетических, гормональных, сигналов из внутренней и особенно внешней среды организма. Также он зависит от «индивидуальной истории», начиная с особенностей собственного пренатального развития и заканчивая накоплением опыта родительской заботы при появлении на свет очередного отпрыска.

Важно, конечно, понимать, что родительское поведение, детское поведение и связанные с ними реакции являются тонко сонастроенной системой. Мать и дитя в очень значительной степени замкнуты друг на друга, особенно в первые месяцы жизни новорожденного. Состояние младенца очень мощно отражается на психологическом статусе матери, а состояние матери – на функционировании нервной системы и всего организма ребенка. И хотя это разные программы в разных нервных системах, но функционируют они порой удивительно согласованно.

Программы как родительского, так и детского поведения в своей основе врожденные, поэтому они не очень точные и нуждаются в дополнительной настройке. По ходу жизни, когда данные программы начинают реализовываться, к ним за счет процессов обучения быстро добавляются приобретенные реакции. Логику этого процесса мы уже рассмотрели в предыдущей главе, когда соответствующее поведение запускается исходно незначимыми стимулами, предшествующими получению положительного подкрепления. В результате, например, самка белой крысы, не очень уверенно взаимодействовавшая со своим первым выводком, при повторных родах реализует программы материнской заботы быстрее и эффективнее. Напомним, что такое обучение происходит в коре больших полушарий. Надо также отметить процессы автоматизации движений, захватывающие прежде всего мозжечок. В этом случае, по мере повторов действий и накопления моторного опыта, самка все четче реализует реакции (в своей основе врожденные) груминга потомства, его кормления, постройки гнезда, требующие сложной координации самых разных мышечных групп. В результате родительское поведение животного становится гораздо более адекватным, а в человеческом случае – гораздо более осмысленным.

Еще одно существенное замечание: для детского и особенно для родительского поведения чрезвычайно важны гормональные факторы. Гормоны насыщают организм матери во время беременности, а затем очень мощный гормональный всплеск случается во время родов, и эти гормоны являются ключевыми факторами, запускающими материнское поведение и выработку молока. Потом по ходу лактации (кормления новорожденного грудью) гормоны удерживают уровень родительской заботы на высоком уровне.

В целом формируется и достаточно длительное время существует уже упомянутая замкнутая система «мать – ребенок», которая очень важна для нашей цивилизации.

В музеях всего мира можно видеть множество артефактов, которые возникли в разные эпохи, но говорят об одном и том же – о гигантской значимости этой системы. Вы можете увидеть и египетскую статуэтку, и статуэтку майя, африканскую, индийскую, средневековую и современную, всё подобно, везде одно и то же: в позе кормления мать и дитя объединяются в единое целое. Такое единение – один из истоков нашей культуры и вообще жизни. Это колоссально важно. Это единение освящено философскими системами и религиями, особенно момент родов и процесс кормления грудью.

А представьте себе, что женщины как-то иначе производили бы потомство на свет (например, несли яйца или использовали сумку наподобие сумки кенгуру). Или иначе бы кормили (например, как коалы). Или, как белой крысе, им нужно было бы вылизывать животик младенца, чтобы он мог опорожнить свой кишечник! Тогда наша цивилизация выглядела бы иначе, но при этом все перечисленные процессы, без сомнения, все так же воспринимались бы как сакральные, полные не только конкретного физиологического, но и возвышенного эзотерического смысла…

Когда физиологи изучают материнское и детское поведение, их, конечно, интересуют базовые биологические вопросы: какие отделы мозга и какие нейроны отвечают за возникновение реакций, какие медиаторы и гормоны работают, что нарушается при, например, аутизме или материнской депрессии, и, наконец, каковы пути коррекции качества и адекватности материнско-детского взаимодействия.

Физиологи, изучающие механизмы материнского поведения, в основном работают на белых крысах. Однако те проявления потребностей матери и детенышей, которые наблюдаются у грызунов, конечно, очень близки к соответствующему поведению как человека, так и всех высших млекопитающих.

Если мы хотим изучать детско-материнское взаимодействие на крысах, мышах, морских свинках, сначала надо придумать методики и определиться, как и что измерять. Известно, что основными составляющими материнского поведения грызунов являются: кормление и груминг новорожденных, строительство гнезда, переносы новорожденных в гнездо и материнская агрессия.

Для исследований в простейшем случае можно взять кормящую маму-крысу с детенышами. У крыс, как известно, детеныши рождаются совсем маленькими, голыми, незрячими, глухими, и только к двум неделям у них вырастает шерстка, открываются глаза и слуховые проходы. Мы видим, что мама-крыса проводит массу времени, ухаживая за детенышами, например переносит их в безопасное место, складывает их в кучку, присыпает опилками, кормит их, греет, вылизывает.

В клетку можно поставить видеокамеру и далее наблюдать, что там происходит. Но тогда мы часто вынуждены довольно долго ждать, чтобы произошло что-то интересное. Поэтому в подобных экспериментах крыс очень часто помещают в искусственные условия, например в описанный ранее крестообразный приподнятый лабиринт. Можно весьма эффективно использовать специальную ситуацию, где мозг животного будет вынужден проявить реакцию тревожности, или исследовательское поведение, или, например, материнское поведение.

Тест, который мы используем в своих экспериментах, выглядит вот как. Берем маму-крысу, скажем на пятый день после родов, и помещаем ее на две минуты на небольшую круглую арену (диаметр около 1 м), окруженную стенкой. Там горит красный свет, и самка ходит, исследует и, вероятно, немножко волнуется: «А дети-то где, как же они без меня?» Дальше, через две минуты, в центре этой арены, которую принято называть «открытое поле», появляется стеклянная чашка Петри, где лежат три ее детеныша. Мама рада, конечно, детенышам, но видит непорядок. Не должны дети лежать в центре открытого пространства, это плохо. И она их начинает брать и уносить под стенку. Она, очевидно, считает, что в таком символическом укрытии малышам все же безопаснее. Перетащив детенышей, крыса садится рядом и начинает их, как правило, вылизывать.

Последние две минуты теста – то же самое, но при ярком свете. Крысята опять оказываются в чашке Петри, а яркий свет, казалось бы, должен крысу-маму испугать. Она должна затаиться, ведь крысы не любят чрезмерной иллюминации. Но нет, детеныши оказываются важнее, и на фоне яркого света материнское поведение самки, как правило, активизируется. Она начинает более энергично, быстрее перетаскивать детенышей. У нее наблюдается очень характерное проявление того, что русский физиолог А. А. Ухтомский[[21] ] назвал «принцип доминанты». Согласно этому принципу более мощная потребность способна «впитывать» энергию других потребностей («конкурирующих программ») и еще более активироваться. В данном случае потенциально опасная ситуация усиливает материнское поведение.

В реальных условиях это может перерастать даже в материнскую агрессию: «Я за своего детеныша всех перекусаю» – типичное поведение кормящей матери.

И, как показывает жизнь, так происходит не только у животных, иногда мы видим человеческих мам, которые настроены более чем агрессивно.

Кстати, белые крысы в целом спокойные и дружелюбные существа. Их, как известно, селекционеры вывели из серых крыс, ведя в течение десятилетий отбор на снижение агрессивности. В итоге, если к обычным белым крысам в клетку вы опускаете свою руку, они ведут себя вполне спокойно, не кусаются и не царапаются. Исключением являются кормящие крысы-мамы. Такая крыса может вас укусить: «Ничего личного, куда ты лезешь, здесь же дети. А дети – это святое!»

В подобных экспериментальных условиях мы можем видеть, как проявляется материнское поведение, насколько быстро происходят упомянутые переносы и вылизывания детенышей. Так физиологи могут анализировать уровень материнской мотивации и его нарушения. Например, изучать модели материнской депрессии у женщин и пытаться как-то корректировать такие состояния, искать эффективные и специфические лекарственные препараты.

Что мы знаем о центрах материнского поведения (рис. 5.1), которые управляют реакциями крысы в самых разных условиях?

Рис. 5.1. Вверху: наиболее значимые центры мозга млекопитающих, активирующие материнское поведение (1 – n. accumbens, 2 – ядра переднего гипоталамуса, 3 – покрышка среднего мозга).

Внизу на схеме: основные связи и эффекты этих центров. Торможение (угнетение) материнского (родительского) поведения могут осуществлять центры, связанные со стрессом, страхом, агрессией

Во-первых, это передний гипоталамус. Во-вторых, прилежащее ядро прозрачной перегородки, n. accumbens – главный центр положительных эмоций. Активация их нейронов ведет к генерации веществ (гормонов и нейромедиаторов), которые вызывают позитивные переживания в ситуациях взаимодействия с детенышами, типа «Ми-ми-ми, какой миленький, какой хорошенький». Они активны, когда мы заботимся о детях, и можно сказать, что отвечают за родительское счастье. Еще важна покрышка среднего мозга, которая за счет выделения дофамина влияет на прилежащее ядро. Удовольствие от материнского, родительского поведения во многом дофаминовое, и это логично, поскольку многие варианты родительских реакций требуют активной деятельности. То есть надо не просто любить детеныша, а что-то энергично для него делать: кормить, ухаживать, окружать комфортом – в общем, делать его счастливым, хотя порой это ограничивает свободу детеныша, но это отдельная история.

Гормональное обеспечение родительской мотивации

Ключевую роль в запуске и поддержании родительской мотивации играют гормоны, которые обеспечивают сначала беременность, а потом роды. Вот эти четыре гормона: пролактин, окситоцин, эстрогены, прогестерон. Они расположены в порядке снижения значимости.

Прогестерон – самый скромный в этом ряду, вообще он нужен для того, чтобы нормально формировалась и работала плацента. Он способствует обеспечению контакта между мамой и эмбрионом.

Эстрогены – это базовые гормоны женской сферы, они важны как для полового поведения, так и для родительского, материнского.

Окситоцин и пролактин – в данном случае ключевые гормональные факторы.

Пролактин стоит на первом месте: он сильнее всего влияет именно на родительское поведение. Название «пролактин» произошло от слова lac – молоко. Этот белок был обнаружен и описан как гормон, который влияет на функционирование молочной железы, на лактацию. И чем его больше, тем больше клетки молочной железы вырабатывают и выделяют молока. Концентрация пролактина в течение беременности нарастает. Когда наступает первая беременность, молочная железа очень сильно перестраивается, так как ей нужно во время беременности изменить свою структуру и подготовиться к выработке молока. Это и обеспечивает пролактин. Затем происходит мощный пролактиновый всплеск во время родов, который запускает лактацию, то есть выделение молока. Для выживания детеныша нужно, чтобы молочная железа начала вырабатывать пищу, это очень важно. Одновременно пролактин активирует центры материнского поведения.

Концентрация окситоцина, так же как и пролактина, нарастает во время беременности, и огромный выброс его происходит во время родов, потому что именно окситоцин запускает сокращения матки. Роды – окситоциновый процесс. Потом, после родов, окситоцин важен для того, чтобы обеспечивать сокращение протоков молочной железы и выделение молока. Получается, что пролактин дает само молоко, а окситоцин управляет его выводом из железы, что позволяет детенышу им питаться.

Огромный пролактино-окситоциновый всплеск в момент родов активирует, порой с нуля, центры материнского поведения.

Включить впервые материнское поведение для организма – это настоящий нейрофизиологический подвиг.

Представьте себя на месте крысы: жили вы, жили, и вдруг из вас выпали розовые комочки. Что с ними делать? Мозгу нужно объяснить, что это не еда, это не опасность и этих детенышей нужно вылизывать, кормить, защищать, строить гнездо. Включаются те программы, которые вообще не работали, и при этом выключается многие важные, ранее работавшие программы. Идет полное переформатирование нервной деятельности.

Недаром физиологи как бы в шутку говорят, что у человека есть три пола: один пол – мужчины, другой пол – женщины, а третий – беременные и кормящие женщины. Беременность и грудное вскармливание подразумевает совершенно особый статус нервной системы со своими приоритетами.

Переход к материнскому поведению очень важен и сложен, и в первый раз иногда оно включается плохо, потому что у самки есть только врожденные программы. Поэтому мы видим, что у многих домашних животных – кошек, собак – с первыми родами бывают проблемы. Первый раз котята, щенята плохо выкармливаются, часто гибнут, потому что молодая неопытная мама не понимает, что ей делать. Но дальше очень быстро над этими врожденными и довольно неточными программами надстраивается обучение, и получается все лучше и лучше. Конечно, если детенышам повезет, то и первый выводок будет прекрасно себя чувствовать, а при вторых и третьих родах все идет, как правило, просто отлично.

Облегчить эту ситуацию можно за счет предварительного контакта самки с чужими детенышами этого же вида. Этот контакт характерен для животных, которые формируют сообщества, например для крыс. Крысы в природе живут большой стаей, как правило, эта стая – потомки одной родительской пары и у нее есть общий запах. У крыс о детенышах заботится самка, взрослые самцы к ним не допускаются, а вот детеныши-подростки допускаются. Мама спокойно относится к их приближению, и детенышам-подросткам в возрасте 30–40 дней (что примерно соответствует человеческим 12–15 годам) позволяется контактировать с новорожденными. Можно наблюдать, что они их охотно вылизывают, трогают. При этом происходит предварительное «тестирование» программ родительского поведения. Это напоминает человеческую детскую игру в куклы.

Игра с куклой, похожей на младенца, в которую девочка, а иногда и мальчик играет, – это, по сути, тоже подобный «пробный» запуск программ родительского поведения.

У крыс существует похожая ситуация, по крайней мере в стае, в природе.

Такая же ситуация существует в обезьяньих стаях или, например, в стаях сурикатов. Обезьяны-подростки охотно играют с маленькими детенышами, и для этого у них есть специальные коммуникативные сигналы. Скажем, стоит шимпанзе-мама, рядом ее маленький детеныш и подросток. Подросток издает специальный сигнал, который обозначает: «Я буду с ним только играть». Во время игры он все время улыбается маме малыша: «Я с ним буду очень аккуратно играть» – и под строгим взглядом мамаши общается с совсем юным детенышем, набирая нужный жизненный опыт (и получая положительные эмоции).

Во время беременности крысиный мозг не очень ориентирован на детенышей. Беременная самка крысы на чужих детенышей реагирует довольно негативно. Этому способствует специфический запах детеныша, который через обонятельные луковицы запускает избегание. Но в тот момент, когда стартовало материнское поведение, когда заработали ядра переднего гипоталамуса, происходит торможение этого запахового рефлекса. Делает это гипоталамус, прежде всего под влиянием окситоцина и пролактина, и дальше запускаются специфические родительские реакции.

Помимо гормональных факторов, на усиление и проявление материнской мотивации огромное влияние оказывают сенсорные сигналы, поступающие от детенышей: их внешний вид, запах, звуки, писки, которые они издают. Все это очень значимо, влияет и определяет поведение матери, поведение родителей. Родителей, потому что далеко не у всех млекопитающих только мама заботится о детеныше. Есть немалое количество видов, для которых характерна biparental care, то есть оба родителя ухаживают за новорожденными. Мы, Homo sapiens, относимся именно к этой категории: мозг мужчины тоже ориентирован на то, чтобы заботиться о маленьких, беспомощных существах.

Когда мы говорим о замкнутой системе мама-ребенок, в числе прочего имеется в виду нейроэндокринная рефлекторная дуга, которая в самом буквальном смысле объединяет женщину и новорожденного в момент кормления. Когда ребенок сосет материнскую грудь, сигналы механической стимуляции соска передаются прямо в гипоталамус, и в ответ на эти сигналы гипоталамус командует гипофизу: «Больше пролактина! Больше окситоцина! Молоко кончается». Возникает петля положительной обратной связи: чем больше ребенок сосет материнскую грудь, тем больше выделение молока и заодно выше уровень материнской мотивации, а также сильнее положительные эмоции от кормления.

Следовательно, природа сделала так, что механическая стимуляция соска способна быть стимулом, вызывающим весьма мощную эйфорию (сосок является одной из важных эрогенных зон). Многие женщины при кормлении грудью испытывают сильные эмоциональные переживания, а некоторые готовы кормить ребенка до двух-трех и более лет. Они рассуждают: «Ему же приятно, и мне приятно». Однако в этом случае психологи и психоаналитики ссылаются на Зигмунда Фрейда, который предостерегал против избыточных проявлений материнской заботы, указывая на задержку фаз развития.

Разберемся подробнее с природой важнейших гормонов, обеспечивающих родительское поведение (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Вверху представлена нейроэндокринная рефлекторная дуга, приводящая к усилению выделения пролактина и окситоцина при кормлении грудью (механическая стимуляция соска младенцем).

Окситоцин и пролактин, краткая характеристика которых дана в нижней части рисунка, в свою очередь, активируют как работу молочных желез, так и родительскую мотивацию

Пролактин – белок, крупная молекула, которая в ходе эволюции позвоночных появляется весьма рано. Уже у рыб это вещество отвечает за выработку слизи, покрывающей тело. У некоторых видов рыб мальки этой слизью могут питаться. Идея создать в своем теле что-то, что могло бы кормить детеныша, оказывается очень прогрессивной и максимального развития достигает у млекопитающих. Пролактин, кроме того, регулирует родительскую заботу у тех рыб, которые следят за своей икрой и мальками, охраняют их (например, у маленькой, но весьма агрессивной колюшки).

Развитие молочных желез на фоне выделения пролактина, интенсивная лактация – это ноу-хау млекопитающих. Конечно, и у птиц есть похожие механизмы, но млекопитающие в этом смысле достигли совершенства. Пролактин действительно играет роль главного фактора, усиливающего родительское поведение. В том числе он функционирует и в мужском организме. В организме женщин у пролактина две функции: выделение молока и материнская мотивация. У мужчин пролактин тоже имеется и отвечает за отцовскую потребность, отцовскую мотивацию.

Чем больше у мужчины в крови пролактина, тем больше он ориентирован на детенышей, на заботу о потомстве.

Секретная информация для девушек: вы теперь, надеюсь, понимаете, какую именно часть тела вашего молодого человека нужно стимулировать, чтобы он хотел детей и больше заботился о них. Потому что описанная выше нейроэндокринная рефлекторная дуга работает и в мужском организме.

Научные исследования, анализирующие не только материнское, но и отцовское поведение, очень актуальны. Интересные данные опубликованы, например, в журнале «Антропология». Ученые измеряли уровень пролактина у молодых людей в 18–19 лет, а потом еще раз у этих же мужчин в 25 лет (работа проведена в Юго-Восточной Азии). Оказывается, что чем больше было пролактина у молодого человека в молодости, тем чаще такой человек вступал в брак и заводил большое количество детей. Эта связь лежит на поверхности. Но жизнь сложнее, чем нам хочется, и некоторые молодые люди, у которых в юности было мало пролактина, к 25 годам тем не менее обзавелись семьей и значительным количеством детей. Так вот, у таких мужчин в 25 лет обнаружился высокий уровень пролактина.

Когда у мужчины много детей и он постоянно контактирует с ними, пролактина образуется тоже много. Этот нейроэндокринный блок нашего организма работает весьма гибко, и, если вы все время видите и слышите новорожденных, обоняете их запах, пролактин начинает расти. При этом вам все больше будет нравиться взаимодействие с младенцем, вы будете испытывать все больше положительных эмоций. Но бывают и отклонения (например, родительская депрессия). В норме даже у шимпанзе и горилл, где самцы не принимают явного участия в выращивании потомства, самцы потрясающе позитивно относятся к детенышам. Маленьким детенышам все позволяется – брать еду из-под носа вожака, дергать его за хвост, так как в мозг самца тоже заложено: дети – это «святое».

Окситоцин – маленькая молекула, в ней всего девять аминокислот. Окситоцин сейчас очень активно исследуется. Он, судя по всему, является главным медиатором, отвечающим за привязанность, причем не только детско-родительскую, но и при взаимодействии полов, и при возникновении дружеских отношений.

Окситоцин, судя по всему, главный гормон привязанности. Окситоцин делает нас более щедрыми, альтруистичными, правдивыми.

Но, правда, в основном по отношению к своей семье, своей стае, своей компании. А по отношению к чужим он может даже усиливать агрессивность.

Окситоцин сейчас рассматривается как универсальный фактор усиления привязанности. Если вы наберете, например, в интернете «окситоцин» и «назальный спрей», то увидите, что к продаже предлагаются особые флакончики (вроде тех, которые используются при насморке или астме) для введения окситоцина в нос. Видимо, если вам вдруг совсем уже непросто стало с вашими детьми или родителями или ваш партнер вам надоел, а может – вы ему, то есть шанс что окситоцин поможет…

Маркетологи возлагают на окситоцин очень большие надежды, хотя строгих научных исследований пока еще очень мало. Представьте себе, что вы берете кредит в банке или машину покупаете, а за спиной у вас продавец распрыскивает окситоцин, и ваш мозг решает: «Да, условия сделки просто отличные, и сам сотрудник фирмы такой симпатичный».

Надеюсь, что в реальности такие действия без согласия клиента или пациента строго запрещены, но тем не менее к окситоцину сейчас огромное внимание. Еще раз подчеркнем, что он является ключевым соединением, усиливающим привязанность в целом ряде ситуаций. Это прежде всего физический контакт двух людей. Во время секса из задней доли гипофиза выделяется огромное количество окситоцина. Поцелуи, объятия или даже просто рукопожатие тут же повышают количество окситоцина в крови.

Итак, очень легко увеличить уровень окситоцина в организме. Если вы от всей души обниметесь с кем-то, сразу сможете почувствовать, как изменилось ваше состояние. Кому некого обнять, обнимите хотя бы себя. Это называется позой одиночества, но даже в этой позе человек ощущает, что мир стал как-то лучше. Еще можно обнять мягкую игрушку или домашнее животное…

Самое мощное выделение окситоцина, как уже говорилось, происходит во время родов. Роды – это гигантский всплеск концентрации данного вещества, которое связывает маму и ребенка. Важно знать, что, во-первых, решение о родах принимает ребенок. Мозг ребенка понимает в какой-то момент: все, тесно и пищи маловато, хочу наружу. И выделяет фактор, который вызывает выброс окситоцина гипофизом мамы, поскольку в этот момент мама и ребенок – гормонально единое целое (пока функционирует плацента). Далее этот окситоциновый всплеск запускает сокращения матки. Одновременно материнский окситоцин влияет на мозг ребенка, устанавливая привязанность ребенка к маме.

Таким образом, момент родов чрезвычайно важен с самых разных точек зрения. Недаром в психологии существуют целые теории, которые выводят характер человека из того, как он рождался. Если вам не удалось сразу родиться и вы пять часов бились макушкой о шейку матки, то характер у вас будет упорный, а с другой стороны, вы будете подозрительно относиться к окружающему миру. А если вы родились легко, раз! – и выскочили наружу, то, соответственно, вам будут присущи легкость и оптимизм. Все эти утверждения, конечно, сложно назвать научными (по крайней мере, их никто не проверял строго научными методами – с корректно рандомизированными и достаточно большими по числу участников группами в лонгитюдных исследованиях). Но определенное зерно здравого смысла в них все же есть: стресс, связанный с появлением на свет, никто не отменял…

Окситоцин, конечно, присутствует и в крови бабушек и дедушек.

Бабушки, как и дедушки, составляют отдельную категорию взрослых особей, их наличие – достижение весьма немногих высших стайных млекопитающих.

У большинства млекопитающих самка рожает всю жизнь и в итоге часто погибает во время очередных родов. А у обезьян, слонов, дельфинов, людей существует особый период жизни самки – климакс. В какой-то момент организм пожилой самки перестает генерировать яйцеклетки. Она прекращает подвергать свой организм тем перегрузкам, которые свойственны беременности и родам, потому что это на самом деле очень серьезные риски. И переключается на выращивание внуков. Наличие бабушек, характерное для высших млекопитающих, позволяет мудрым старым женщинам показывать бестолковым молодым мамашам, что надо делать с ребенком. Потому что, когда у вас впервые появляется ребенок, бабушка, которая уже семерых родила и вырастила, конечно, очень уместна.

Существует документальный фильм про слонов, где есть эпизод, наглядно показывающий, зачем нужны бабушки. Маленький слоненок упал в ямку, и бестолковая молодая мамаша тянет его за хобот и уже почти оборвала, но, к счастью, прибежала бабушка-слониха, оттолкнула маму плечом и под животик хоботом аккуратно ребенка из ямки вынула. А молодая мамаша стояла рядом, хлопала ушами, смотрела и училась. Потому что сложно без бабушек (ну и без дедушек, конечно).

Мы врожденно знаем, как выглядит детеныш. Наш человеческий мозг благодаря генетической программе представляет, что у младенца должна быть большая голова, большие глазки, он должен быть пухленький, с короткими ножками-ручками. Если все эти младенческие признаки присутствуют, тогда наш мозг начинают захлестывать волны окситоцина. Не только человеческие детеныши в эту категорию попадают, но и котята, щеночки, птенчики и, конечно, мягкие игрушки. Если вы видите мягкую игрушку и вам хочется ее купить и обнять, то в ней, скорее всего, есть что-то похожее на тот самый детский образ. И Микки-Маус, и Чебурашка попадают в одну и ту же точку, являясь неким подобием маленького ребенка. Образ младенца эксплуатирует, дергает ниточки нашей родительской потребности, заставляет проявлять заботу об этих маленьких и симпатичных существах.

Естественно, мама-крокодилица совершенно по-другому видит идеального детеныша, и маленькое пушистое существо для нее скорее пищевой объект. Или, например, маленькая птичка пеночка, которая выкармливает кукушонка. С точки зрения пеночки, птенец – это большой, ярко окрашенный рот. И чем он больше, тем лучше, тем больше она его любит и запихивает туда мушек и мошек, а кукушонок этому очень рад.

Образ детеныша маркетологи часто используют в рекламе, и это действует совершенно безотказно.

Даже не важно, что рекламируется: доказано, что, если просто повесить большой плакат с улыбающимся младенцем в магазине, продажи увеличиваются. Мозг «усредненного» покупателя начинает более позитивно реагировать на происходящее и отчасти теряет бдительность. Не то чтобы продажи росли в разы, но даже увеличение оборота на 2–3 % в масштабах большого супермаркета вполне заслуживает внимания. А если идет реклама какого-то специфического «детского» продукта (памперсы, игрушки, адаптированное питание), тут без комментариев все понятно. Вообще, принято считать, что дети достойны лучших товаров, все лучшее – детям! Это такой слоган, против которого практически невозможно устоять. Поэтому детские товары, как правило, дороже, чем аналогичные товары для взрослых.

Рекламщики, конечно, дергают за ниточки множества потребностей, в том числе и за нить, ведущую к центрам родительской мотивации. Хотя реальная ситуация сложнее. Как известно, существует законодательное ограничение использования детей в рекламе. Дети могут присутствовать только в рекламе товаров, связанных с детьми. Все остальное запрещено и может быть наказуемо.

Поговорим теперь об «истинных» медиаторах – веществах, которые не выполняют очевидной параллельной эндокринной функции. В случае материнского поведения основную активирующую роль, связанную с генерацией положительных эмоций, играет дофамин. Про него уже не раз шла речь, когда мы рассматривали другие варианты позитивных переживаний (например, он выделяется в ходе поедания пищи). При рассмотрении материнского поведения дофамин очень важен.

Вспомним, что дофаминовые положительные эмоции проявляются в основном тогда, когда требуется активное поведение. Если вы бежите и кричите от счастья, то это дофамин. А если вы тихо лежите и думаете: «Как хорошо…» – то это опиоиды (эндорфины) – другой класс нейромедиаторов. Эндорфины, кстати, не помогают материнскому поведению, мать должна быть активной. Лежать и млеть от материнского счастья, в то время как ребенок описался, – неправильно. Мама должна оперативно реагировать на потребности ребенка и вовремя менять пеленки и памперсы.

С дофамином все тоже не очень просто, потому что он в пределах гипоталамо-гипофизарной системы выполняет очень локальную, но важную функцию – торможение выделения пролактина. Эта функция абсолютно никак не связана с генерацией положительных эмоций, управлением движениями и т. п. Наш мозг в принципе так устроен, что одно и то же вещество (один и тот же медиатор) в каком-то определенном блоке нервной системы выполняет одну задачу, а в другом – совсем другую. Порой эти задачи даже могут конкурировать. Ведь главное – результат. В гипофизе происходят свои процессы, в базальных ганглиях свои, и в норме все получается хорошо.

Но, если мы, например, берем молекулу, похожую на дофамин, и вводим ее в качестве лекарства (в виде таблетки или инъекции), в этом случае она одновременно попадает и в центр положительных эмоций, и в гипофиз. И оказывается, что гипофиз в этой ситуации более чувствителен. Как правило, введение дофаминоподобных препаратов снижает родительское поведение, родительскую мотивацию. Это очень существенно для клиники, потому что известно, что некоторые препараты для лечения паркинсонизма тормозят центры родительского поведения. При наркомании получается аналогичная ситуация, поскольку многие наркотики: амфетамин, кокаин, дофамин – подобны по своей природе и блокируют родительское поведение.

Если дофамина в центрах положительных эмоций слишком много, это может превращаться в чрезмерную заботу о детях. В таком случае иногда возникает материнский психоз, родительская мания. Можно предположить, что женщина с избытком дофамина в мозге и сверхактивированным передним гипоталамусом способна даже украсть чужого ребенка. Это никто не проверял, и это, конечно, аномалия, патология, но, к сожалению, такое случается на самом деле. Есть статистика преступлений, когда такие женщины похищают детей из колясок, из роддомов. Кстати, кража младенцев зафиксирована и при изучении поведения человекообразных обезьян.

К счастью, до подобного рода воровства дело доходит редко. А вот ситуация родительской гиперопеки знакома, вероятно, многим, особенно если в семье растет единственный ребенок. Порой элементы «материнства» или «отцовства» прослеживаются и в отношениях партнеров по браку – вспомните знаменитые персонажи «Покровских ворот» Льва Хоботова и его бывшую супругу Маргариту Павловну…

Проблема материнской депрессии

Итак, существует материнский психоз, родительская мания. Однако заметно чаще встречается обратная ситуация – материнская депрессия, когда родительские программы не включаются в должной мере. И появление ребенка на свет, это прекрасное событие, почему-то маму либо папу не радует. К сожалению, это не такая уж редкая проблема, и ее первопричиной являются все те же гормоны (рис. 5.3).

Рис. 5.3. В таблице представлены наиболее значимые проблемы (нарушения) детско-родительского взаимодействия и их вероятные причины

Действительно, пик пролактина и окситоцина приходится на момент родов, а потом концентрация, по сравнению с моментом появления младенца на свет, падает. Особенно окситоцина. Иногда на фоне такого падения центры материнского поведения не включаются или включаются плохо. Женщина ждет, когда наступит радость от общения с ребенком, а радости нет. А есть переживания: «И что теперь? Вот оно родилось, и теперь нужно его 24 часа в сутки кормить, ухаживать, а мне хочется спать, а оно все пищит…»

Отдельные симптомы материнской депрессии проявляются в течение первых месяцев после родов почти у половины женщин. А признаки серьезного расстройства можно зарегистрировать у каждой десятой (или даже восьмой) роженицы. В этом случае требуется как минимум понимание происходящего, помощь окружающих, психотерапия, поскольку, еще раз подчеркнем, ребенок и мама – система с сонастроенными и очень тесно связанными элементами, и если маме плохо, то и ребенку нехорошо. А то, что ребенку нехорошо, отражается на маме, и дальше система существует в таком деформированном статусе.

Существуют, конечно, и негормональные предпосылки материнской (иначе – послеродовой, postpartum depression – PPD) депрессии. Вот они: склонность к депрессии как таковой вне связи с родами, низкий уровень образования, прием психотропных препаратов (крайний случай – наркомания). Достоверно коррелирует с развитием послеродовой депрессии низкий вес ребенка. Серьезный стресс во время беременности в три (!) раза увеличивает вероятность PPD. В общем, существует целый ряд факторов, которые позволяют прогнозировать или, по крайней мере, отслеживать нарушения родительской мотивации.

Важно, чтобы женщина, которая родила, понимала, что эти симптомы связаны с тем, что ее мозг не совсем правильно работает. Не с тем, что она плохая или ребенок какой-то не такой, а с тем, что у нее временные трудности, которые надо преодолеть. В этом случае действительно важна психотерапия, потому что в этой ситуации лекарствами женщине особо не поможешь – она же кормит грудью. Любой лекарственный препарат, который мама получила, попадает в молоко и переходит в ребенка. Обычные антидепрессанты в таком случае лучше не применять. Материнская депрессия – весьма распространенная проблема, о которой женщины часто не знают и не подозревают, а попав в такую ситуацию, скрывают свое состояние. Необходимо писать и говорить про это «на всех углах», так как существуют варианты психотерапии, которые позволяют быстрее решить данные родительские проблемы.

Одна из причин материнской депрессии таится в казеинах молока.

Молоко, которым мама кормит ребенка, содержит белки-казеины, и эти белки очень важны для новорожденного. Они – не только питание и строительный материал для организма младенца. Из них, кроме того, по ходу переваривания выщепляются гормоноподобные фрагменты, которые улучшают работу кишечника, иммунитет, состояние нервной системы. Один из таких фрагментов (бета-казоморфин-7) похож на опиоидные пептиды. Действуя на мозг ребенка, он вызывает состояние успокоения, положительные эмоции, ощущение безопасности. Все это очень хорошо, полезно для малыша.

Но если у мамы проблема с молочной железой, например воспаление, то эти самые казеины могут расщепляться прямо у нее в молочной железе. Опиоидные фрагменты попадают в мамину кровь, и тогда они ухудшают материнскую мотивацию, тормозят родительскую потребность и, следовательно, являются одним из факторов развития материнской депрессии. Такая проблема существует и не является редкой.

Опиоидные пептиды. Рассмотрим вторую важнейшую медиаторную систему, обеспечивающую наши положительные эмоции. Это опиоидные пептиды, которые называются опиоидными, поскольку через соответствующие синапсы действует главная молекула, входящая в состав опиума, – морфин. Опиум, подсохший сок снотворного мака Papaver somniferum, используется человечеством тысячи лет. Он применялся в разных вариантах, для того чтобы вызывать успокоение и сон, снимать боль, а в больших дозах – давать эйфорию. Соответственно, опиум известен своим наркотическим действием. Двести лет назад из опиума выделили морфин и получили очень мощное обезболивающее средство (анальгетик) и, к сожалению, очень мощный наркотик. В 70-е годы XX века стало понятно, почему морфин так сильно действует на мозг. Оказалось, что у нас в мозге есть медиаторы, на которые похож морфин. Этими медиаторами оказались пептидные молекулы, состоящие из аминокислот, – по сути дела, фрагменты белка.

Опиоидные пептиды, например энкефалины, ежеминутно функционируя в нашем мозге, снижают болевую чувствительность и усиливают положительные эмоции. Но в случае материнского поведения у энкефалинов, а также похожих на них эндорфинов и эндоморфинов в норме регистрируется специфический тормозящий эффект. Поэтому опиоидные фрагменты казеина, которые полезны для мозга ребенка, оказываются вредны для материнского поведения (причем в дозах, еще не вызывающих прилива позитивных эмоций и анальгезии). И, соответственно, это отдельная проблема, которую нужно осознавать, диагностировать и решать.

Кафедра физиологии МГУ вместе с Национальным научным центром наркологии (ННЦ наркологии) исследовали влияние опиоидов на материнское поведение и, в частности, показали, что микродозы морфина его тормозят. Подавляют родительскую мотивацию и небольшие количества опиоидных фрагментов казеинов – бета-казоморфинов.

Существует одно весьма известное вещество, которое называется налоксон. Налоксон выключает эффекты опиоидов в мозге, блокируя работу энкефалиновых синапсов. В клинике налоксон и похожие на него молекулы используются для того, чтобы снимать последствия передозировки опиоидов. Речь опять-таки идет о морфине и его более активном производном героине. Морфин- и героин-зависимые люди порой не очень помнят, когда они вводили последнюю дозу, особенно если наркотик оказался у них в избытке. Эффект передозировки легко возникает, кроме того, если смешать опиоиды с кокаином или алкоголем. Самая большая опасность при этом – остановка дыхания. Спасением для такого пациента является введение налоксона, который блокирует опиоидные сигналы, и в том числе – угнетающее действие на дыхательные центры. Заодно при этом выключаются и центры положительных эмоций, но в сложившейся ситуации это явно меньшее из зол.

В результате исследований на лабораторных животных оказалось, что небольшие дозы налоксона усиливают материнскую мотивацию.

Пока этот эффект подтвержден на кормящих самках белых крыс при внутрибрюшинном и интраназальном способах введения, а в клинике данный подход еще не пробовали. Весьма вероятно, что налоксон в минимальной дозе достаточно будет закапать женщине в нос, и он окажется способен специфично усиливать материнское поведение. С учетом небольшой дозы, в кровь, а тем более в молоко это вещество не пройдет. В целом предлагаемый метод может оказаться очень интересным с точки зрения расширения медицинского применения налоксона. И мы искренне надеемся, что от него будет польза при некоторых расстройствах материнского поведения.

Детское поведение

Посмотрим теперь, за счет чего мозг детеныша ориентирован на маму. Здесь примерно та же логика, что и в случае родительского поведения: есть внутреннее состояние мозга новорожденного, есть внешние сенсорные сигналы, есть врожденные программы и идущее на их основе обучение. И конечно, мама для детеныша – самое важное существо. Это и источник еды, и тепло, и безопасность. Причем безопасность и тепло, пожалуй, даже важнее, чем еда.

Существуют классические эксперименты американского психолога Гарри Харлоу[[22] ], который работал еще в середине XX века. Внутри клетки у маленькой обезьянки-резус были установлены две искусственные «мамы». Одна – решетчатая, железная кукла, но у этой «мамы» имелась еда: к ней была приделана бутылочка с молоком. А вторая «мама» напоминала плюшевого мишку, была теплой и мягкой. Так вот, обезьянка-детеныш пила молоко, конечно, у железной куклы, но тут же переползала на мягкую «маму», потому что контакт с родителем очень важен. В том числе и для обезьяньих детенышей, которые рождаются неготовыми к самостоятельной жизни. Приматам нужен в течение нескольких месяцев постоянный контакт с родителем, и мягкая, плюшевая (а лучше, конечно, настоящая) мама совершенно необходима для комфортного состояния мозга детеныша и для адекватного развития его психики. Потому что в первый год жизни нейронные сети в мозге обезьян, так же как и в человеческом мозге, продолжают созревать. Если мама недостаточное количество времени находится рядом, то это стресс для детеныша, и потом будет масса проблем, связанных в том числе с работой центров многих потребностей.

В случае детской привязанности работают практически те же структуры мозга, которые участвуют и в родительском поведении: передний гипоталамус, прилежащее ядро прозрачной перегородки (главный центр положительных эмоций), дофаминовые нейроны среднего мозга. К этому списку добавляются еще две области. Одна из них – это обонятельная луковица, а вторая – уже упоминавшееся в главе про страх голубое пятно (зона, которая связана с ощущением безопасности).

Голубое пятно – центр тех эмоций, которые возникают, когда из потенциально опасной ситуации мы попадаем в безопасную. Напомним, что ощущение победы, преодоления также связано с этой структурой, а ее ведущим нейромедиатором является норадреналин.

Дофамин, энкефалины, норадреналин – главные медиаторы, деятельность которых лежит в основе генерации положительных эмоций, эйфории.

То, что к отделам мозга, отвечающим за детское поведение, добавляется голубое пятно, говорит о значимости мамы как источника безопасности. То есть я обнял маму – и теперь мне ничего не страшно. Просто идти и держаться за мамин либо папин палец – это замечательно, для ребенка это уже счастье!

У родителя в этот момент «греет душу» окситоцин, а у ребенка – все три основные медиаторные системы, отвечающие за положительные эмоции: дофаминовая, опиоидная, норадреналиновая. А какое обучение идет на этом фоне! Детеныш старается подхватить, запомнить любые поведенческие реакции, реализуемые родителем; с готовностью повторяет его движения, издает похожие звуки и т. п.

По большому счету, не так важно, купили тебе конфету, мороженое, игрушку либо не купили, все равно мама – островок незыблемой надежности. Более того, всякий, я думаю, много раз наблюдал, что, даже если мама «обижает» ребенка, он все равно к ней же обращается за сочувствием и поддержкой. Скажем, мама кричит, возмущается, ругается, даже шлепает, а ребенок, обняв ее ноги, ей же рыдает и жалуется, что его обижают. А кому ж ему еще жаловаться? Дети в случае негативных эмоций все равно обращаются к родителю как к источнику безопасности.

Большинство детенышей животных знают, как выглядит их родитель, хотя бы в общих чертах. Известны классические, отмеченные Нобелевской премией эксперименты орнитолога Николаса Тинбергена с чайками, когда новорожденный (точнее, «нововылупившийся») птенец считал родителем серую или желтую палочку с красным пятном на конце. Палочка эта имитировала клюв родителя, и даже такой грубый муляж вызывал прекрасную реакцию птенца, который начинал ее клевать, долбить, требовать: «Есть, есть, еды давай!»

В принципе, мозг детеныша не очень озабочен целостным образом родителя, ему достаточно буквально нескольких ключевых сенсорных характеристик (зрительных, слуховых, тактильных, обонятельных). В случае ребенка важна общая схема лица. Человеческий детеныш врожденно знает, что родитель – это «носик, ротик, оборотик…». Когда над колыбелькой склоняется лицо родителя, родственника, просто друга семьи или медсестры, новорожденный радуется – это свой. Причем, когда ребенок маленький, для него детали лица не важны. Важно, чтобы на месте были глаза, нос, губы, поэтому появление каких-то дополнительных подробностей вроде очков или новой прически не очень значимо. Впрочем, прожив на свете несколько месяцев, младенец прекрасно обучается различать «своих» и «чужих», и те, кто ему незнаком, начинают запускать оборонительное поведение, реакцию страха. Это обычно приурочено к тому моменту, когда ребенок вступает в стадию активного ползания. Данное умение различать людей предотвращает удаление от родителя на слишком большое расстояние. Вот тут-то и становятся важны детали: лицо, особенности голоса, привычная одежда. И если мама впервые за полгода принарядится, чтобы «выйти в свет», малыш может ее и не узнать.

Импринтинг

В дополнение к врожденному знанию об образе родителя или новорожденного в сфере детско-родительского взаимодействия работает так называемый импринтинг («запечатление»). В мозге многих высших животных существуют нейросети, которые записывают некую очень важную видоспецифичную информацию в строго определенные периоды онтогенеза. Скажем, сразу после родов самка запоминает, как выглядит, звучит или пахнет именно ее детеныш. А новорожденный, взаимодействуя с нею, запоминает, как выглядит, звучит или пахнет его мама. Или, например, в процессе ухаживания и последующего спаривания запечатлевается половой партнер, и дальше возникает верность на всю жизнь (см. следующую главу).

Понятие импринтинга ввел австрийский зоопсихолог Конрад Лоренц[[23] ]. Он изучал, как детеныши запечатлевают образ родителя. Его классические исследования выполнены на цыплятах и гусятах, которые запоминали образ мамы-курицы или мамы-гусыни. В принципе цыпленок представляет, как выглядит курица, ее примерный размер, что это существо должно двигаться, что оно должно звучать, но как конкретно курица выглядит, он не знает. Поэтому любой относительно небольшой объект, который двигается и издает звуки, птенец запоминает после вылупления из яйца как маму. И будет ему адресовать свое детское поведение, следовать за ним, подражать, подлезать под него, если холодно или страшно, звать, когда плохо или одиноко. К. Лоренц произвел, например, импринтинг на самого себя. Он сидел на корточках рядом с новорожденными гусятами и дальше гусята считали его своей мамой. Важно было именно сидеть на корточках, потому что стоя человек слишком большой, а когда присел, его размер для гусенка уже нормален.

Существуют необычные ситуации импринтинга, например когда гусята запечатлевают собаку или когда лосенок запечатлевает сотрудницу фермы.

Этот механизм даже используется на практике. Например, под Костромой есть лосиная ферма, где работают с импринтингом лосей, потому что хотят получать лосиное молоко, а для этого надо, чтобы лосиха давала себя доить. Поэтому, когда рождается лосенок, его быстро от мамы убирают, и к лосихе приходит доярка, одетая в специальный ватник, натертый плацентой, которая пахнет новорожденным лосенком. Далее лосиха этой доярке, точнее, этому ватнику дает себя доить. А лосенка кормит из ведра или из соски маминым молоком другая доярка, запах которой детеныш тоже запоминает и будет считать своей мамой. Он начинает за ней ходить, подражать и т. п.

Этим удивительным вариантам поведения способствует то, что у нас, млекопитающих, индивидуальный запах. Мы так устроены, что не просто каждый вид млекопитающих, а каждая особь имеет свой собственный уникальный «аромат». Это в основном заслуга нашей иммунной системы, так называемых белков главного комплекса гистосовместимости (именно с этими белками связана проблема отторжения чужих органов при их пересадке). Каждая лосиха и каждый лосенок, каждый младенец и каждый взрослый человек пахнут по-особенному. И существа с хорошо развитым обонянием (например, разыскные собаки) способны эту индивидуальность различать и запоминать. Иногда это дополняется зрительными сигналами: например, детеныш зебры запечатлевает не только мамин запах, но еще ее индивидуальные полоски. А у птиц импринтинг дополняется голосом, особенно если они обитают на птичьем базаре. Представляете, птенец чайки запоминает мамин голос, когда еще даже не вылупился из яйца. И когда он вылупится, он слышит, движется к источнику звука и под соответствующий объект прячется, потому что это для него мама. Когда зоологи записали крик мамы-чайки на магнитофон и включили рядом с птенцом, то птенец, который вылупился из яйца, побежал и спрятался под магнитофон: «Ой, мама, вот ты какая, я тебя узнал!»

У людей, у Homo sapiens, это тоже работает, хотя не в такой сильной форме, как у других млекопитающих и птиц. Но тем не менее образ матери и образ ребенка – это очень значимо. Ребенок вырастет, изменится, но образ мамы будет всю жизнь присутствовать в его мозге и определять его дружеское расположение к другим людям. Порой от этого зависит даже предпочтение при выборе половых партнеров, что, конечно, очень интересно для психологов.

Опиоиды, опиоидные пептиды, в том числе казоморфины молока, оказывают на детское поведение позитивное влияние, усиливают стремление находиться в контакте с матерью. Ребенок, который на постоянной основе потребляет материнское молоко (а не, скажем, его заменители на основе белков сои или лактоальбуминов и лактоглобулинов коровы), чувствует себя более комфортно, менее тревожно. Проявляется быстрый положительный эффект казоморфинов, и, кроме того, у такого новорожденного, судя по всему, лучше созревает мозг. В частности, в экспериментах на детенышах белых крыс показано, что в коре больших полушарий будет более эффективно работать серотониновая нейромедиаторная система, снижающая «шумовые» процессы в нейросетях, способствующая большей концентрации мозга на решаемых задачах.

Получается, что детеныш, выкормленный мамой, оказывается более спокойным, он будет лучше обучаться, вероятность успеха его действий будет выше. На кафедре физиологии человека и животных МГУ мы проводили работы на грызунах, а сотрудниками Научного центра психического здоровья выполнены аналогичные клинические исследования.

Доказано, что питание именно материнским молоком способствует нормальному (оптимальному) уровню и скорости психомоторного развития ребенка.

А если ребенок получает, например, заменители материнского молока, где опиоидоподобных фрагментов казеинов нет, то психомоторное развитие идет не очень хорошо, замедляется, возникает целый ряд негативных симптомов. Важно знать, что если вместо соевых (или сделанных на основе молочной сыворотки) заменителей младенца будут кормить коровьим молоком и он будет получать коровьи казеины, то ситуация опять окажется не блестящей. Дело в том, что в коровьих казеинах тоже есть казоморфины, но они существенно более мощные, чем в женском молоке. Избыток их опиоидной активности также является негативным фактором и ведет к замедлению психомоторного развития.

Опиоидоподобные фрагменты в коровьем молоке такие эффективные, видимо, потому, что теленок рождается почти совсем готовым к жизни, и ему антистрессорное действие казоморфинов особенно необходимо. Человеческий детеныш после рождения несколько месяцев полностью зависим от мамы, мама носит его, создает комфорт. А теленок или жеребенок, только лишь родившись, сразу же могут побежать, хорошо видят. И стрессорное влияние окружающей среды в отношении таких детенышей нужно особенно надежно купировать, для чего, судя по всему, служат более мощные опиоидные фрагменты молока, которые человеческому мозгу не очень подходят.

Таким образом, если используется коровье молоко как заменитель женского, надо его в несколько раз разводить и давать ребенку в менее концентрированном виде. Лучше даже убирать часть казеинов, чтобы не было избытка опиоидной активности казоморфинов.

Материнское молоко очень важно воспринимать не только как источник питания и веществ для построения организма ребенка, но еще как субстанцию, содержащую много гормоноподобных молекул, часть из которых улучшает работу кишечника, часть – функции иммунитета, а часть влияет на состояние и на созревание мозга новорожденного.

Поэтому, если кто-то производит заменители женского молока, ему хорошо бы позаботиться о том, чтобы в них присутствовали в числе прочего «правильные» опиоидоподобные фрагменты казеинов.

Нарушение детской привязанности

Существует патология, специфически связанная с нарушением всей сферы социального взаимодействия, и эта патология – аутизм. Представление о детском аутизме сформировалось в середине прошлого века благодаря работам психиатров Л. Каннера[[24] ] и Г. Аспергера[[25] ]. В случае аутизма центры детской привязанности часто работают либо недостаточно активно, либо, напротив, так мощно «склеивают» маму и ребенка, что у последнего подавляется стремление к новым социальным контактам («социальной новизне»).

Аутизм рассматривается сейчас как серьезная проблема, значимость которой постоянно нарастает. Если 50 и даже 30 лет назад диагноз «аутизм» почти не ставился или его ставили одному ребенку из тысячи, то сейчас в число аутистов попадает примерно 1 ребенок из 70. Это очень много, а причины происходящего весьма разнообразны.

Во-первых, опытные клиницисты нередко признаются, что диагноз «аутизм» иногда ставится избыточно легко и на поверку в число «аутистов» попадают умственно отсталые дети или, например, дети с шизофреноподобными симптомами. Когда они вырастут, то их патология может проявиться в полной мере. А в детстве диагноз «аутизм» рассматривается как более щадящий, мягкий.

Во-вторых, аутизм, как множественное нарушение работы нейросетей в высших центрах головного мозга, может быть результатом ухудшающейся экологии, хронического стресса, отравлений и инфекций в ходе беременности матери, гормональных и генетических расстройств родителей – все эти факторы быстро увеличивают свою значимость в современном мире (см. рис. 5.3, внизу).

Аутизм (расстройство аутистического спектра) характеризуется аномалиями анатомического или клеточного строения головного мозга (например, плохой работой так называемых зеркальных нейронов, которым будет посвящена особая глава нашей книги), недостаточностью социальных взаимодействий пациента, ограниченностью интересов и повторяющимися моделями поведения (двигательные и поведенческие стереотипии). В любом случае у человека он возникает как результат пренатальных (во время эмбрионального периода) нарушений процессов развития мозга. При этом в нейрофизиологической литературе обсуждается вклад в патологические проявления самых разных медиаторных систем: серотониновой, опиоидергической[[26] ], глутаматной, системы ГАМК.

В случае легкого аутизма для улучшения состояния ребенка порой достаточно педагогических и психотерапевтических подходов. А вот тяжелый аутизм, который ведет к пожизненной инвалидности, важно иметь возможность корректировать лекарственными препаратами. Однако проблема в том, что данное заболевание почти не поддается традиционной фармакотерапии антидепрессантами, психомоторными стимуляторами, нейролептиками, а поиск специфически действующих препаратов только начинается.

Для того чтобы разрабатывать такие препараты, используют модели аутизма на лабораторных животных. Они, как правило, базируются на введении беременным самкам лабораторных животных веществ, нарушающих формирование перечисленных выше медиаторных систем. Наиболее известна модель аутизма, основанная на инъекциях вальпроевой кислоты – молекулы, которая не только мощно воздействует на ГАМК-синапсы, но также меняет активность многих генов, отвечающих за формирование мозга новорожденного. Причем такая измененная активность может даже наследоваться («эпигенетические эффекты»).

Меняя дозу вальпроевой кислоты, можно вызвать у крысят аутизм разной степени тяжести. Например, когда детеныш, в принципе, имеет нормальный уровень любопытства и тревожности, но нарушено взаимодействие с мамой и сибсами (братьями и сестрами по выводку). Или социальное взаимодействие внутри выводка в норме, а страдает лишь «социальная новизна».

При этом поведение детенышей тестируется в Т-образном лабиринте, когда крысенок, свернув, например, направо, может взаимодействовать с мамой, а свернув налево – с чужой «тетей» (незнакомой кормящей самкой); другая модификация – взаимодействие с сибсом или с незнакомым крысенком его возраста.

Исследователь может оценивать нарушения зоосоциальных контактов (изменение их выраженности, проявления избыточной агрессивности, признаки страха и др.), а потом пытаться их исправить. Для коррекции служат, например, ноотропные препараты, которые улучшают общее состояние нервных клеток, их энергообмен и т. п. Одним из позитивных факторов оказались бета-казоморфины, вводимые в низких дозах (в высоких, напомним, они, напротив, рассматриваются как фактор, увеличивающий риск проявлений аутизма).

Глава 6. Мозг: любовь, секс, привязанность

Размножение – это серьезно!

Дети не появляются на свет просто так. До того, как это случится, нужно заставить мозг и, естественно, весь организм, всерьез заняться таким странным делом, как размножение. На самом деле это очень небанальная задача, потому что многие животные вообще принципиально одиночки. Подпустить к себе кого-то близко для спаривания, для таких необычных действий, – очень ответственный поступок. Соответственно, для этого нужен особый гормональный фон и определенные сенсорные сигналы. Плюс к этому крайне желательно, чтобы процессу размножения, сексуальному взаимодействию сопутствовало, а лучше предшествовало то, что мы называем привязанностью. Особенно когда речь идет о высших животных, а тем более о человеке. Поэтому тема привязанности очень важна в данном контексте.

Существует много определений понятия привязанности. Психологи говорят о ней как о чувстве близости, симпатии, преданности чему-либо или кому-либо. Буддийское определение привязанности довольно мрачное: привязанность – одна из главных причин страданий, испытываемых человеком на пути к нирване. Это означает, что буддист не должен ни к кому привязываться.

Мы же дадим биологический вариант определения.

Привязанность – важнейший компонент социального взаимодействия особей одного биологического вида (в паре, в семье, в группе, в стае). Она характеризуется важностью постоянного контакта (положительное подкрепление) и ростом тревожности при утрате контакта.

При длительном отсутствии объекта привязанности возможна депрессия и другие нарушения деятельности мозга и поведения. Привязанность способствует процессу размножения, а потом совместному выращиванию потомства.

Привязанность и существование «цели», на которую она направлена, – это очень важно. Иначе у человека возникает чувство одиночества, бесцельно проходящего времени, ощущение, что он никому не нужен…

Приведем пример истории развития сразу нескольких привязанностей. Ее герои – Рой и Сайлоу, пара самцов пингвинов из небольшого зоопарка, который находится в Центральном парке Нью-Йорка. Итак, Рой и Сайлоу любили друг друга и даже пытались завести семью. Они брали подходящие по размеру камни и насиживали их. Служители, увидев это, прониклись сочувствием и дали им настоящее яйцо. В результате Рой и Сайлоу не просто высидели, а еще и вырастили пингвиненка. Они были вместе шесть лет, но жизнь идет, и все меняется. Однажды из Калифорнии в зоопарк привезли самку по имени Скрэппи. Сайлоу ушел к ней, и они стали строить гнездо. Рой же остался один, некоторое время тосковал, а затем присоединился к группе одиноких самцов.

Вот такая реальная пингвинья love story – сколько в ней разных привязанностей! Здесь гомосексуальная и гетеросексуальная привязанности, групповая, «дети – родители» и даже элемент привязанности к камням прослеживается. То есть данный феномен проявляет себя в самых разных сферах жизни.

В этой главе в основном будут рассматриваться взаимоотношения самцов и самок. Эта важнейшая с биологической точки зрения привязанность, которая в итоге способна привести к появлению потомства естественным путем.

Разнообразие вариантов размножения

Привязанность сопутствует, а чаще предшествует размножению. Она как бы надстроилась над этим архиважным процессом в ходе эволюции.

Самый простой способ размножиться – без лишних разговоров оторвать от себя кусок и сказать: «Расти, будь большой». Это иногда называется бесполое, а иногда – вегетативное размножение. Амеба делится пополам; растения и грибы образуют споры; гидра отпочковывает от себя маленькую гидру. Но для сложных животных этот вариант не проходит: их клетки и ткани слишком специализированы.

Вообще-то природа не очень любит бесполое размножение. Почему? Потому что в этом случае организм копирует («клонирует») сам себя.

Генетически остается то же самое существо, а это нехорошо. Бесполое размножение не позволяет создавать многообразие особей. А многообразие необходимо, потому что мы живем в постоянно меняющейся среде. Если все будут одинаковыми, скажем, все представители вида Homo sapiens, то среда может измениться, а вид в целом не изменится. Такой вид не впишется в условия обитания и вымрет. Поэтому очень важно формировать генетическое разнообразие, фенотипическое (внешнее), поведенческое, психологическое. Тогда хоть кто-нибудь окажется приспособлен к изменениям… И эволюция нашла способ создания такого разнообразия.

Способ этот заключается в том, что берутся гены двух организмов, объединяются вместе и получается потомок с иным ДНК, отличающийся от родителей. Здесь самое главное – иной (разнообразие!). Вначале про два пола даже речи не идет. Просто взять гены от двух существ и создать иное существо, чтобы оно было не такое, как предыдущее поколение. Если среда изменится, возможно, потомок окажется более приспособленным. Может быть, и не окажется. Но дополнительный шанс, что выживет, все-таки появляется. Эволюция делает, делает, делает пробы, и в итоге вид выигрывает. Потому что кто-нибудь из разнообразного потомства с высокой вероятностью окажется адаптированным к новой среде.

Такой вариант полового размножения, когда объединяются гены двух организмов, возникает очень рано. Половое размножение есть уже у одноклеточных. Возьмем, например, знакомую всем со школы зеленую водоросль хламидомонаду, которая вступает в процесс полового размножения обычно ближе к зиме. Хламидомонады образуют гаметы (половые клетки) разного пола, еще не мужского и женского, а всего лишь плюс- и минус-гаметы, внешне очень похожие («изогамия»). Плюс- и минус-гаметы попарно сливаются в зиготы, объединяя свои гены. В итоге получаются новые, иные комбинации ДНК и, соответственно, различия в свойствах клеток-потомков. В этом основной смысл полового размножения. И все происходящее пока не предусматривает наличия мужских и женских организмов, но требует, чтобы было два партнера, два пола.

Итак, вначале половые клетки (гаметы, попарно сливающиеся подвижные клетки со жгутиками) были внешне практически одинаковы: плюс-пол и минус-пол. Но по ходу дальнейшей эволюции оказалось, что выгодно разделить между ними функции. Это делается для того, чтобы потомок с большей вероятностью выжил, чтобы гены родителей более надежно передавались дальше. Лучший способ позаботиться о детях – их накормить. Поэтому эволюция одну половую клетку нагружает запасом питательных веществ. А вторую оставляет маленькой и шустрой – чтобы эффективно переносить ДНК. Нагрузить обе гаметы питательными веществами нельзя: не будет подвижности. А одну из них можно. Это разделение приводит в результате к появлению двух очень разных половых клеток – яйцеклеток и сперматозоидов (переход от изогамии к гетерогамии и далее к оогамии).

Яйцеклетки – женские половые клетки, генерируются женскими половыми железами, а сперматозоиды – мужскими половыми железами. Поскольку сперматозоиды маленькие, можно сделать их много и устроить отдельный отбор за счет так называемой гонки сперматозоидов. То есть в тот момент, когда происходит половой акт, в половых путях самки оказываются сотни тысяч или даже миллионы сперматозоидов. Дальше это напоминает массовый старт лыжников, которые начинают марафонскую гонку одновременно. Сперматозоиды двигаются в сторону яйцеклетки, и кто приходит первым – тот выиграл. Понятно, что тот, кто первый, – это суперсперматозоид, и у него с генами все прекрасно. Это эффективный способ отбора лучшего генетического материала за счет конкуренции мужских гамет.

А у яйцеклеток с этим сложнее, у них тоже есть небольшая конкуренция, но она не так выражена, поэтому многие генетические нарушения передаются именно через яйцеклетки, а не через сперматозоиды.

Поначалу животные, видимо, были гермафродитами. Они вырабатывали и яйцеклетки, и сперматозоиды, у них были и мужские и женские половые железы. Встретились, взаимно оплодотворились – все прекрасно. Казалось бы, замечательный вариант, организму не нужно выбирать другой пол, решать, гомо- он или гетеросексуал, все – гермафродиты. Но, оказывается, это тоже не очень хороший вариант, не лучший. И эволюция делает следующий шаг.

Вслед за разделением на два типа половых клеток животные организмы разделяются на самцов и самок. Свойства самцов и самок в принципе повторяют свойства половых клеток. Большие, крупные яйцеклетки вырабатывают большие, крупные самки, потому что накопить запас питательных веществ непросто. А маленькие, шустрые сперматозоиды делают маленькие, шустрые самцы, которые как бы дополняют активность сперматозоидов своей собственной активностью.

В какой-то момент мир выглядел так: спокойно существуют малоподвижные крупные самки, а между ними мечутся самцы, разбрасывая сперматозоиды. Кто быстрее, тот и оставил больше потомков. А у самок другая стратегия: чем больше ты вырастила собственных детей, тем больше твоих генов перешло к следующему поколению.

На этой фазе стратегия полового поведения у самцов и самок совершенно разная.

В природе мы видим огромное количество примеров существования крупной самки и маленького самца одного вида. Например, у каракурта самец в 20 раз меньше самки. Рыбки гуппи, хомячки, лягушки, различные черви, моллюски и насекомые, и даже хищные птицы. Один из крайних вариантов – глубоководный удильщик, у которого крупная самка, а самцы очень маленькие и, по сути, на ней паразитируют. То есть они присасываются к самке навеки, причем могут даже два самца присосаться…

Но это еще не конец. Потому что с точки зрения будущего потомства хорошо бы, чтобы самец как-то участвовал в его выращивании. Да и с точки зрения передачи генов самца это неплохо. Потому что, даже если самец способен разбросать свои половые клетки очень широко, шанс, что каждый конкретный детеныш выживет, не очень велик. А если самец остается рядом с самкой, хотя бы на некоторое время, и помогает ей кормить потомство, оберегает его – это очень правильная стратегия.

Так в эволюции возникает ситуация, когда самец более активно принимает участие в выращивании детенышей, заботится о них и о самках, а не уходит «в туман» сразу после оплодотворения.

Половой отбор

Если самец остается с самкой и помогает ей вырастить потомство, то неплохо бы самке спариваться не с первым «добежавшим» до нее самцом, а с самым лучшим в округе. Чтобы он свои полезные свойства продемонстрировал, например физическую силу, или сообразительность, или красоту. Поэтому следующий этап полового поведения, полового отбора – это ситуация, когда самка и самец, встретившись, немедленно к спариванию не приступают. Вначале самец должен что-то сделать, чтобы самка поняла: «Да, это он!» А если одновременно к ней подбежало еще несколько самцов, это прекрасно, потому что можно устроить турнир. Пусть, например, бодаются, и тот, кто всех забодал, – самый лучший! Или пусть песню споют, кто громче и сложнее спел – тот самый лучший. Или просто самый красивый, с самым ярким и длинным хвостом…

На самом деле все эти показатели, например победа в турнире по боданию, красивое оперение, мощная песня, – всё это показатели здоровья самца, его успешности. Такой прекрасный певец или боец точно умеет обмануть хищников и хорошо питается, значит, умело находит еду. А это значит, что он и детей прокормит.

Эта логическая цепочка работает вполне надежно. В результате получается, что самки начинают, как пишут этологи, «привередничать».

В дело включается половой отбор, который часто работает в направлении укрупнения самцов.

Прежде всего в том случае, когда главным фактором выбора самки, с кем спариваться и дальше выращивать детей, является победа самца в турнире. Побеждает, понятно, самый крупный и сильный. Вот тогда и начинается укрупнение самцов. Потому что самки в ряду поколений начинают отбирать все более мощных, сильных партнеров. Так от варианта «самка крупнее самца» эволюция постепенно переходит к варианту «они примерно равны по размерам», и дальше самец оказывается крупнее самки.

Примеры особенно явной разницы размеров особей двух полов: олени, кашалоты, морские слоны. В последнем случае самец даже не в два-три, а в пять раз больше самки, причем ему нужно за гаремом из 50–70 самок уследить. То, что мужчины крупнее женщин, – это тоже результат длительного полового отбора. Получается, что женщины в течение последних миллионов лет предпочитали более мощных мужчин, которые чаще побеждали соперников при конкуренции внутри стаи.

Структуры мозга, отвечающие за половое поведение

Встает закономерный вопрос: какие структуры в мозге отвечают за половое поведение и как на них, собственно, влиять? Структуры эти нам уже неплохо знакомы: это прежде всего гипоталамус, а точнее, его передняя часть (там же находятся центры родительского и детского поведения). С регуляцией половой мотивации связана и миндалина, которая располагается в глубине височной доли. Миндалина в этой системе играет тормозящую роль, то есть ограничивает избыточные проявления сексуального влечения.

Как воздействовать на эти области, чтобы в итоге на какое-то время произошло подавление активности всех остальных центров биологических потребностей, чтобы включилась половая доминанта? Очень непросто впервые запустить половое поведение, «с нуля», когда нет предыдущего опыта. Мозг должен заняться непривычным для него делом, и для этого колоссально важен гормональный фон. Этот фон настолько мощно поднимает активность центров именно половой потребности, настолько повышает либидо, что остальные типы поведения временно оказываются неактуальными. Кроме того, конечно, важны сигналы из внешней среды – зрительные, слуховые, обонятельные, тактильные…

В итоге должны включиться, во-первых, поведенческие центры, запускающие соответствующие рефлексы, а иногда – очень сложные двигательные программы типа ритуальных танцев, турниров и т. п. Кроме того, должны адекватно заработать внутренние органы, а половая система прийти в состояние готовности к спариванию. Плюс к этому существует большое количество дополнительных эндокринных сигналов, которые идут через гипофиз и активируют выработку половых гормонов, образование половых клеток и прочее.

Половые гормоны и их влияние

Существование двух полов подразумевает существование двух видов половых гормонов – мужских и женских. Молекулы этих гормонов производятся из холестерина. Если не очень сведущие в физиологии люди слышат слово «холестерин», они часто говорят: «Холестерин, он же закупоривает сосуды!» Но совсем без холестерина нельзя. Например, при недостатке холестерина могут возникнуть проблемы с половыми гормонами.

Мужские гормоны, андрогены. В основном андрогены вырабатываются семенниками – мужскими половыми железами – и частично корой надпочечников.

У андрогенов, в том числе тестостерона, несколько задач.

Во-первых, они активируют образование сперматозоидов.

Во-вторых, когда развивается эмбрион, они направляют его развитие по мужскому типу. Как известно, по умолчанию эмбрионы млекопитающих развиваются по женскому типу. И если не будет специального андрогенного сигнала, из эмбриона вырастет девочка. А для того чтобы генетический мальчик, у которого XY набор хромосом, действительно стал мальчиком, нужно, чтобы эмбриональные семенники примерно на третьем месяце развития плода начали вырабатывать андрогены. Тогда сначала сформируется мужская половая система – наружные половые органы и протоки, а потом в гипоталамусе произойдет включение половых программ по мужскому типу. Потому что гипоталамус в принципе двуполый. Там исходно инсталлированы варианты врожденных программ поведения и по мужскому типу, и по женскому. По умолчанию будет женской вариант.

Если же гипоталамус вовремя получит андрогенный сигнал, то, соответственно, будет мужской вариант. Особый случай – это когда андрогенный сигнал гипоталамус мальчика не получает или получает в недостаточно яркой форме. Тогда становятся более вероятными измененные варианты сексуальности (с 1990 года гомосексуальность решением ВОЗ и Всемирной медицинской ассоциации исключена из Международной классификации болезней и рассматривается как одна из форм нормальной сексуальности человека) и даже расстройства гендерной идентичности («гендерное несоответствие» по МКБ-11).

Еще одна задача андрогенов – у взрослеющего организма сформировать вторичные половые признаки. Это то, что отличает мужчин от женщин, но не относится напрямую к половой системе. Соответственно, у мужчин это борода, низкий голос, то есть трансформация (удлинение) гортани, волосы по всему телу, иногда облысение на голове, слабое развитие молочных желез и целый ряд других всем известных признаков. Кроме того, под влиянием андрогенов мощно развиваются мышцы. Причем у мужчин сильнее развиваются одни группы мышц, у женщин – другие. Плюс по-разному откладывается жир. Мужской тип отложения запасов жира – прежде всего на животе, а женский – на бедрах.

Кроме того, андрогены определяют уровень либидо. Чем их больше, тем больше мозг ориентирован на половое поведение. А еще андрогены действуют на центры агрессии: чем их больше, тем более «холерическим» темпераментом обладает мужчина.

Женские половые гормоны – эстрогены и прогестерон – вырабатываются яичниками и частично корой надпочечников. Эстрогены, в том числе эстрадиол, подталкивают созревание яйцеклеток, усиливают сокращения яйцеводов. Если сперматозоиды возникают все время, то овуляция – событие более серьезное – случается нечасто. Овуляцию обеспечивают отдельные, очень непростые эндокринные механизмы.

Кроме того, эстрогены влияют на либидо и половое поведение, а также, на вторичные женские половые признаки. Даже маленький ребенок знает, что у женщин нет бороды, но развиты молочные железы. Молочные железы, склонность к отложению жира в области бедер, более высокий голос, более тонкая кожа, женский тип оволосения – это все вторичные половые признаки.

Прогестерон менее значим. Он в основном работает во время беременности. Влияя на мозг беременных женщин, этот гормон обеспечивает спокойное, порой блаженное состояние будущей мамы. Прогестерон также отвечает за готовность матки к беременности (в промежуток времени между овуляцией и менструацией), за поддержание беременности.

Когда прогестерона мало, то мозг начинает «по кочкам носиться». Например, ПМС (предменструальный синдром) возникает на фоне малой концентрации прогестерона. В этот период у женщин наблюдаются резкие колебания настроения, головные боли, отеки, боли в животе, приступы сердцебиения, плаксивость, раздражительность.

Женский мозг в этом смысле работает в более тяжелых условиях: то ПМС, то овуляция. Женский гормональный фон все время меняется, поэтому эксперименты на лабораторных крысах обычно сначала проводят на самцах. Если на самцах получилось, тогда можно переходить на самок, потому что у них все сложнее.

Кроме гормонов, которые выделяются половыми железами, есть еще целая эндокринная ось, которая связывает гипоталамус через гипофиз с семенниками и яичниками. В случае полового поведения секретируемые гипоталамусом и гипофизом вещества также очень важны (рис. 6.1).

Обратите внимание на большое количество отрицательных обратных связей.

Рис. 6.1. Основные гормоны, влияющие на работу половых желез (семенников и яичников) и половую мотивацию человека. ЛЛ – гормон гипоталамуса люлиберин; ЛГ и ФСГ – лютеинизирующий и фолликулостимулирующий гормоны передней доли гипофиза; эстрадиол (из группы эстрогенов) и прогестерон – женские половые гормоны; тестостерон (из группы андрогенов) – мужской половой гормон. Обратите внимание на большое количество отрицательных обратных связей

Из семенников выделяются андрогены (главный из них – тестостерон); яичники секретируют эстрогены (главный из них – эстрадиол). Кроме того, оба типа гормонов выделяет кора надпочечников как мужчин, так и женщин.

Связанные с семенниками и яичниками гормоны гипоталамуса и гипофиза влияют на все описанные выше эффекты: либидо, вторичные половые признаки, образование половых клеток. Кроме того, как тестостерон, так и эстрадиол влияют на гипоталамус. Гипоталамус – главный контролер в этой системе. Он все время мерит, сколько половых гормонов находится в крови, и способен, если их меньше, чем в норме, влиять на их выработку. Избыток или недостаток половых гормонов вызывает изменение секреции гонадолиберина нейронами гипоталамуса.

В этом случае речь идет даже не о центрах полового поведения, а о центрах гипоталамуса, которые задействованы в эндокринной регуляции. Точно так же регулируется работа надпочечников, щитовидной железы и целого ряда других желез внутренней секреции.

Гормон гонадолиберин (люлиберин), в свою очередь, усиливает выделение гипофизом лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов, которые воздействуют на семенники и яичники. Эти гормоны (как следует из названий) были открыты в женском организме, но и в мужском они тоже работают. У женщин именно они организуют цикл овуляции.

Уровень гонадолиберина понижен у женщин при нервной анорексии или при избыточных физических нагрузках, характерных для профессионального спорта или балета. Как следствие, у таких женщин нередко происходит прекращение цикла созревания яйцеклеток. При этом вероятны депрессивные или психозоподобные состояния.

Гонадолиберин (люлиберин), когда его достаточно, активирует эмоциональное поведение, делает его более стабильным, улучшает обучение.

Получается, что если какая-нибудь молоденькая девушка решила тотально похудеть, голодает и ее жировые запасы резко упали, то в какой-то момент ее гипоталамус (в связи с дефицитом лептина) решит, что овулировать вообще не надо. Ведь женщина с таким истощенным организмом не способна выносить ребенка. И образование яйцеклеток выключается, поскольку гонадолиберин теперь не выделяется. На фоне этого недостатка гонадолиберина характер данной девушки резко портится – так возникают стервозные супермодели или нервные балерины. Пример психозоподобного состояния дан в фильме «Черный лебедь», там много необычного с героиней Натали Портман происходит, вплоть до развернутых галлюцинаций.

Важно, что упомянутые выше гормоны возникают в ходе эволюции очень рано. Например, когда овулирует коралловый риф, работают практически те же самые молекулы. Коралловый риф – это маленькие кишечнополостные полипы, которые сидят внутри своих домиков. Их на рифе миллиарды и миллиарды, и они составляют, например, Большой Барьерный риф в Австралии. Так вот, когда происходит овуляция, полипы выбрасывают в воду яйцеклетки и сперматозоиды. Важно, чтобы весь риф, многие сотни километров, сделал это синхронно. Происходит это так. Сначала все полипы выделяют гонадолиберины в морскую воду, и концентрация их в воде, омывающей риф, нарастает. А потом случается полнолуние. Яркий свет луны плюс много гонадолиберина – и весь риф овулирует. Выглядит это как снегопад наоборот, потому что над кораллами поднимаются мелкие белые шарики-яйцеклетки. Дайверы со всего мира специально приезжают, чтобы увидеть это явление. А поскольку оно приурочено к полнолунию, получается очень удобно: можно заранее определить день.

Поразительно, что вещество, которое заставляет овулировать кораллы и овулировать женщин, – практически одно и то же. Можно только удивиться этому механизму, который так важен и так мало изменился за прошедшие эпохи.

Половая система – самая медленно эволюционирующая система.

Да, половая система – самая медленно эволюционирующая система, поскольку размножение является настолько важным процессом, что без надобности его лучше не трогать. Нередко можно видеть, как живое существо, например жаба, обитает на суше, а размножаться идет в воду, потому что предки жили в воде. Или, наоборот, морская черепаха живет в воде, а размножаться выходит на сушу, потому что ее предки жили на суше. Вот такое постоянство.

Сложности процесса размножения

Когда создан необходимый гормональный фон и необходимые нейронные контуры уже активированы, можно начинать оглядываться по сторонам и искать полового партнера. Соответственно, от подходящего полового партнера требуется некое сенсорное подтверждение его пригодности к размножению. Он должен определенным образом пахнуть, например выделять феромоны, или иметь какую-то определенную внешность (окраску), или издавать какие-то значимые для другого пола звуки, и тому подобное, потому что многие животные, да и люди тоже, индивидуалисты, и подпустить к себе кого-то, тем более на очень близкое расстояние, им сложно.

Представьте себе самца каракурта. Его самка-паучиха, как мы помним, во много раз больше и очень злобная. Поэтому самец должен издали махать лапками, показывая: «Дорогая, это я! Это не еда» А потом, когда он к ней подберется, он должен очень быстро нажать несколько точек. Тогда паучиха на некоторое время впадет в состояние эйфории, самец может успеть сделать свое дело и убежать. У хищных членистоногих вообще половая жизнь очень экстремальна, и самки довольно часто поедают самцов. Это значит, что эволюция нашла новый сюжет: самец уже сделал свое дело, принес сперматозоиды, а самке еще яйца откладывать, ей нужно белковое питание, а тут буквально бонусный гамбургер. Поэтому у некоторых насекомых половой аппарат самцов так сделан, что он застревает в теле самки, и у самца нет шансов сбежать. В этом случае самке точно гарантирован перекус.

Как правило, самцы должны быть готовы к оплодотворению в любой момент. Потому что если вдруг где-то рядом появится овулирующая самка, а у тебя нет сперматозоидов, то как-то обидно. А вот самки овулируют только время от времени. Подавляющее большинство крупных позвоночных овулирует раз в год или два раза в год. Это редкое событие, к которому самка долго готовится.

А иногда бывает, что овуляция – это венец всей жизни, после которого самка вообще гибнет. Так бывает, например, у лососей или у осьминогов…

Разнообразие полового поведения

Овуляция обычно сезонна, но некоторые виды млекопитающих (обезьяны, крысы) овулируют постоянно. Переход к постоянной овуляции наблюдается в основном у стайных животных, для которых характерны большие, иерархически организованные стаи. В такой стае беременная самка или самка, у которой есть маленький детеныш, имеет более высокий социальный статус. Получается, что выгодно все время вынашивать детеныша или быть с детенышем. Как только предыдущего детеныша самка выкормила, она сразу может переходить к размножению. Не размножаться – нехорошо, поэтому, если оплодотворения не случилось, следующую яйцеклетку организм должен выдавать быстро. У крыс, например, овуляция происходит через неделю. У шимпанзе – через 35 дней, у горилл через 40 дней, у человека через 28–30 дней.

Рассмотрим вначале крысиный вариант. Как только у самки началась выработка в большом количестве половых гормонов (приближается овуляция), включаются нейронные сети, которые делают крысу «рецептивной», то есть готовой к спариванию. Существует даже тест: если прикоснуться к спине в районе хвоста, то рецептивная самка принимает характерную позу лордоза – прогиба спины, то есть показывает готовность к спариванию и подставляет вагину. Этот признак известен, впрочем, и многим хозяевам домашних кошек и собак. Его обслуживают рефлекторные дуги, замыкающиеся на уровне нижних сегментов спинного мозга. А дополнительно, как правило, самка еще и сигнализирует феромонами: «Самцы, собирайтесь, яйцеклетка уже на подходе, не дай бог, пропадет яйцеклетка» – или звуками. Наши милые домашние кошечки Felis silvestris catus могут очень активно в этот период мяукать, привлекая самцов.

Сдерживает избыточные проявления полового поведения миндалина, поэтому если что-то с ней не так, ее влияние ослаблено, то возможно появление маниакальных вариантов поведения. Изнасилования, кстати, порой встречаются и в животном мире. Наиболее, пожалуй, известна жутковатая история о самцах морских котиков и императорских пингвинах.

Феромоны и их значение

Половые феромоны важны для размножения. Но это не касается полового поведения людей. Так получилось в процессе эволюции, что у нас обонятельная система работает довольно слабо. Причин этому много, в том числе – доминирование нашей зрительной системы. В любом случае площадь обонятельной слизистой у нас в несколько раз меньше, чем у средних размеров собаки, и феромонов у людей тоже нет.

Существуют животные, у которых строго определенная молекула феромона – раз! – и включает половое поведение. Хозяева собак знают, как это выглядит: вы выходите со своим кобельком погулять, и он ваш лучший друг. Но, если мимо проходит овулирующая самка, все – конец прогулке! Ваш лучший друг – уже не ваш друг, а дикая тварь из дикого леса. И он унесся куда-то за этой самкой, и теперь вам придется его долго ловить. В этом случае мозг кобелька выключился, вернее, он включился, но на канале полового поведения.

К счастью, у человека такого нет. Это замечательно, потому что в противном случае заставить людей направлять усилия на совместную и плодотворную работу было бы куда сложнее. И одна овулирующая дама нарушала бы работу всего коллектива. Антропологи подчеркивают, что скрытая овуляция Homo sapiens – важнейшее доказательство нашей моногамной природы, когда яйцеклетка предназначена не всем самцам племени, а постоянному партнеру. Но об этом – чуть позже.

Итак, явных феромонов у человека нет. Тем не менее масса сил продолжает тратиться на их поиск. В основном в этом заинтересованы парфюмеры и косметологи, потому что им хочется сделать особые дезодоранты или духи с феромонами и продавать их в больших количествах. Чтобы клиент побрызгался или намазался, и все рядом проходящие особи противоположного пола тут же мчались бы к нему и очень-очень его хотели… На такой шедевр парфюмерного искусства, конечно, был бы колоссальный спрос. Но, к счастью, такого воздействия не получается.

То, что иногда называют человеческими феромонами, – это, собственно, половые гормоны, которые вместе с потом через сальные и апокринные потовые железы выделяются на поверхность кожи. А дальше их наша кожная микрофлора перерабатывает, и возникает почти неуловимый, специфический запах, связанный с уровнем либидо. Может быть, кто-то иногда будет на него реагировать. Но не все и не всегда.

Пример из мира животных. Есть вещество, называемое андростенол, которое на самок свиней действует совершенно неотразимо. А на женщин оно почти не влияет. Хотя иногда пишут, что если обрызгать несколько стульев в офисе андростенолом, то на такие стулья женщины будут садиться чаще, но это уровень не очень достоверных эффектов.

Помимо половых гормонов, у женщин есть секрет вагинальной смазки – вещества, называемые копулинами. Это тоже довольно специфический запах, который в подпороговых концентрациях может работать, то есть специфично действовать на мужчин.

Еще установлено, что самца крысы больше возбуждает запах самки, с которой у него еще не было спаривания (эффект Кулиджа).

А вот у кормящей самки-крысы с потомством феромоны самца могут вызвать реакцию избегания. Поскольку взрослый самец – угроза ее детенышам.

Феромональный запах – интересная, очень тонкая сфера. Здесь дело даже не в том, как он управляет либидо, а в том, как он способен управлять половыми предпочтениями. Существуют гипотезы, согласно которым помимо половых гормонов через потовые железы на кожу у нас выходят фрагменты белков иммунной системы, так называемых MHC (от major histocompatibility complex), – белков главного комплекса гистосовместимости. Важно, что эти белки – их фрагменты – указывают, к каким заболеваниям человек более устойчив, а к каким менее. Это наша индивидуальная запаховая карта.

Вообще-то каждое млекопитающее благодаря белкам МНС пахнет индивидуально. У каждого из нас есть личный запах. Поэтому, кстати, собаки-ищейки способны идти по следу конкретного человека и помнят его запах не менее полугода.

Известен эксперимент с грязными мужскими майками. Двадцать мужчин на велотренажерах крутили педали, экспериментаторам достались 20 грязных маек, и они дали эти майки нюхать разным девушкам. Девушки с завязанными глазами майки нюхают и говорят: «Мерзость, мерзость, фу… А вот эта – ничего, нормально пахнет». Возможно, что эта реакция – «нормально» – на запах какого-то мужчины означает, что у него такие белки МНС, которые максимально не совпадают с ее белками. Это значит, что ее организм более устойчив к одним заболеваниям, его – к другим. А их возможный ребенок будет устойчив к широкому спектру инфекций!

Положительные эмоции, эрогенные зоны и оргазм

Вернемся к крысам. Перечислим, что организму требуется для того, чтобы пошел процесс спаривания. В случае самки это: выделившиеся у нее половые гормоны, плюс феромональный сигнал от самца, плюс его внешний вид (рис. 6.2, вверху). И вот самка принимает позу лордоза, а самец, реагируя на ее феромоны, приступает к спариванию. Как только начинается стимуляция клитора, включаются рефлекторные дуги, которые этот процесс зацикливают, и он длится достаточно долго, чтобы сигнал ушел в головной мозг и включил центры положительных эмоций. Потому что крысы, как, впрочем, и люди, так устроены, что секс вызывает удовольствие. То есть удовольствие – это плата за данную странную деятельность. Если бы не положительные эмоции, то кто бы второй раз этим стал заниматься? А тут возникает реакция: «Ух ты, как здорово! А давай еще разочек».

Первый раз спаривание не всегда доставляет радость, мозгу еще не ясно, что происходит. Но, когда нервная система понимает, что за этим действием следуют положительные эмоции, в дело включаются механизмы обучения. Формируется память о приятных событиях (при половом акте выделяются дофамин, эндорфины и др.), и, соответственно, дальнейшее половое поведение протекает лучше, успешнее и, так сказать, к обоюдному удовольствию (рис. 6.2, внизу).

У самых высокоразвитых млекопитающих, таких как дельфины и обезьяны, секс становится постоянным источником радости.

Рис. 6.2. Факторы, определяющие, направляющие и модулирующие поведение самок млекопитающих при запуске полового акта и во время его реализации

Они занимаются этим просто для того, чтобы снять стресс, устранить депрессию и вообще чтобы жизнь была приятна. Или просто от скуки – надо же чем-то заняться, когда уже наелись, а спать еще рано. Это очень характерно для бонобó – карликовых шимпанзе (Pan paniscus), которые в этом отношении ближе всего к людям.

Разберемся с эрогенными зонами. Их мужской вариант в целом ограничен гениталиями, а вот женское тело устроено в этом смысле гораздо богаче. У женщин больше эрогенных точек и зон. Это разнообразие, по-видимому, исходно помогало удерживать самку во время полового акта.

При стимуляции эрогенных зон в мозг идут специфические сенсорные сигналы. Существуют голландские исследования связи эрогенных зон и областей мозга. Конечно, испытать оргазм, находясь внутри томографа, сложно, далеко не все женщины на это способны, но голландские – способны. Учеными обнаружено, что во время клиторального оргазма, вагинального оргазма и оргазма, который наступает в результате стимуляции сосков, активируются разные зоны мозга. При этом область сосков в теменной коре представлена дважды: один раз там, где, собственно, кожа груди, а второй раз там, где находятся прочие эрогенные зоны. Они, кстати, локализуются не на боковой поверхности больших полушарий, а на их внутренней поверхности, ближе к поясной извилине.

По ходу сексуального контакта уровень активации мозга нарастает. На рис. 6.3 вы видите классические физиологические графики, которые иллюстрируют уровень мужского и женского полового возбуждения. Мужской вариант: возбуждение нарастает, нарастает, и дальше – оргазм (эякуляция) и спад. У мужчин все однозначно, прямолинейно. Если удастся, то будет и второй раз – через некоторое время.

Женский вариант: здесь варианты возбуждения и наступления оргазма гораздо разнообразнее. Женщина может быть час на плато возбуждения (кривая В на нижнем графике, или – раз! – и все (кривая С). Или ближе к мужскому варианту (кривая А). Существует много статистических сексологических данных, которые все это описывают.

Правда, не всегда понятно, как этой статистике верить, но тем не менее в основном получается, что мужчине, для того чтобы выбросить сперматозоиды, достаточно 3–4 минут. А женскому организму, чтобы дойти до оргазма, нужно минут хотя бы 10. Плюс предварительные ласки, но это уже отдельный разговор.

Рис. 6.3. Усредненная динамика возбуждения мужчин и женщин во время полового акта

В любом случае упомянутые сенсорные сигналы передаются в центры положительного подкрепления, а это обеспечивает выделение дофамина, опиоидных пептидов и окситоцина.

На основе томографических и ЭЭГ-данных показано, что при половом акте возбуждается множество зон мозга. Момент оргазма сравним по уровню возбуждения с эпилептическим припадком – настолько мощной является активация, настолько сильна эйфория. В итоге данный вид деятельности оказывается очень привлекательным для мозга. Пока возбуждение нарастает, пока много активных движений, главным источником положительных эмоций является дофамин.

Если половой акт длится долго и партнеры удерживаются на плато возбуждения, к дофамину присоединяются энкефалины и эндорфины.

Когда же случается собственно оргазм, медиаторные системы мозга буквально взрываются, дополнительно выбрасывается большое количество окситоцина, вазопрессина, пролактина. То есть тех медиаторов, которые усиливают привязанность, действие которых составляет основу «химии любви».

В этот момент формируется чувство близости и тепла по отношению к партнеру, благодарность за доставленное удовольствие. Все эти чувства имеют очень серьезную нейрохимическую природу.

Впрочем, партнер не всегда необходим. В принципе, можно и самому справиться, если возбуждение попадет в нужную зону мозга. Например, если крысе вживить электроды в передний гипоталамус или прилежащее ядро, то, нажимая на педаль, крыса может сама себе подавать стимуляцию в центры полового поведения и заниматься «электронной мастурбацией». Теперь в этой педали заключено все крысиное счастье, она с нее не уйдет.

Есть причудливые варианты секса, которые встречаются не только у человека, но также зарегистрированы в случае животных: оральный секс, однополый секс, мастурбация, в том числе с применением предметов. Особенно затейливы в этом смысле дельфины – у них зафиксирована, например, мастурбация с помощью живого угря… Но в целом у животных это явление не распространено.

В клинике ситуации «электронной мастурбации» тоже известны. Иногда людям глубоко в мозг вживляют электроды, чтобы подавить эпилептический очаг. Изредка при этом стимуляция затрагивает центры положительных эмоций, и тогда пациент ни за что не отдает кнопочку, которая активирует соответствующую часть мозга. Ему с этой кнопкой очень хорошо.

Медиаторы, обеспечивающие положительные эмоции

1. Дофамин. Напомним, что дофамин является важнейшим медиатором, обеспечивающим положительные эмоции. Нейроны, вырабатывающие его, находятся в среднем мозге, а их аксоны расходятся по многим отделам ЦНС. Из черной субстанции среднего мозга аксоны идут в базальные ганглии, определяя общий уровень двигательной активности, а также положительные эмоции, связанные с движением. Вряд ли кто-то будет спорить, что движения во время секса – это очень важно.

Вместе с черной субстанцией работает и вентральная покрышка среднего мозга, отвечающая за положительные эмоции, связанные с новизной. В случае секса это те необычные ощущения, которые человек испытывает, когда вступает в физический контакт. Необязательно с новым партнером, а, например, используя новые позы, варианты прелюдий, меняя обстановку и т. п. (сексологи называют это «освежить отношения»).

2. Опиоидные пептиды. Это прежде всего энкефалины и эндорфины. Они отвечают за фазу плато во время сексуального контакта. И в целом за состояние: «О, как хорошо. Тихо лежим и наслаждаемся». То есть за удовольствие спокойного отдыха после секса или эйфорию во время самого акта, если удалось процесс затянуть (тут вполне уместно сослаться на «Камасутру»). Опиоидные пептиды, как вы уже знаете, выделяются в самых разных отделах мозга. Один из важнейших связанных с ними эффектов – торможение передачи боли в спинном и головном мозге. Поэтому если у кого-то болит голова – это еще не повод отказываться от секса. Напротив, хороший секс способен помочь.

3. Окситоцин. Окситоцин регулирует половое и родительское поведение, отвечает за привязанность, в том числе за привязанность, возникающую между половыми партнерами. Напомним, что окситоцин усиливает сокращение гладких мышц матки во время родов и сокращение протоков молочных желез при лактации. Влияет на становление детско-родительских отношений, привязанности между половыми партнерами, членами одной семьи и одной «стаи». Окситоцин делает нас более щедрыми, альтруистичными, правдивыми по отношению к «своим». По отношению к чужакам он может даже усиливать агрессию. Ярчайшим примером служит материнская агрессия, когда самка защищает своих детенышей.

У млекопитающих сосуществуют два гормона (и медиатора) этой группы: окситоцин и вазопрессин. У остальных позвоночных и беспозвоночных такого разделения нет. В этом случае говорят об окситоциноподобных пептидах, регулирующих половое поведение, кладку яиц, метание икры и тому подобное.

Вазопрессин химически очень похож на окситоцин. В случае полового поведения он довольно заметно помогает окситоцину. В последнее время вазопрессин связывают с таким понятием, как верность, то есть настройка на определенного полового партнера, на моногамные отношения.

В одной недавней английской статье показано, что, когда люди совместно потребляют алкоголь, тоже выделяется окситоцин. Фраза «Ты меня уважаешь?», получается, опирается на окситоциновое подкрепление. Чувство симпатии к людям, с которыми вы вчера сильно перебрали, тоже окситоциновое. Так вот на чем основана древнейшая практика «корпоративных» пиров и застолий – они реально сплачивают коллектив единомышленников!

Привязанность и любовь

Разобравшись в важности секса, пора поговорить и о любви. Ведь, прежде чем дело дойдет до физической близости (если вообще дойдет), мужчине и женщине обычно нужно приглядеться друг к другу, почувствовать родство, близость, нежность, проявить заботу. Наше поведение, поведение Homo sapiens, именно на это рассчитано, потому что в основном мы существа моногамные. Природа Homo sapiens, несмотря на множество издержек и накладок, ориентирована на образование моногамной пары. А моногамная пара – это значит выбор всерьез и надолго. По крайней мере, на несколько лет.

Итак, прежде чем заняться сексом, хорошо бы ощутить привязанность за счет различных вспомогательных факторов – сенсорных и поведенческих характеристик потенциального партнера. И неудивительно, что в наш мозг вставлены критерии, которые позволяют хотя бы приблизительно идентифицировать своего «принца на белом коне» или «заколдованную принцессу».

Перечислим опознаваемые мозгом человека (в том числе – врожденно) признаки потенциального полового партнера:

● Набор первичных и вторичных половых признаков: половые органы, фигура, женская грудь, мужская борода и так далее.

● Внешность (красота): здоровый вид, чистая кожа, симметричные черты лица, хорошая осанка.

● «Статус самца в стае»: высокое положение мужчины в обществе (племени).

● Молодость женщины. Но при этом обязательна половая зрелость.

● Особенности внешности и характера с учетом социальных норм и импринтинга.

Разберем эти пункты чуть подробнее.

1. «Правильный» набор первичных и вторичных половых признаков.

Мужской мозг в принципе знает, как выглядит типичная женщина. Очень важными являются пропорции фигуры, то есть соотношение грудь – талия – бедра. Не так важно, чтобы у женщины параметры были: 90–60–90, вполне подойдет и 120–90–120. Значимо именно соотношение, это психологи и модельеры многократно доказали. Идеальная фигура женщины имеет форму «песочные часы». Мужская фигура с точки зрения женского мозга должна выглядеть как треугольник с широкой частью сверху. Мужские широкие плечи для мозга дам предпочтительнее узких. С учетом этого портными при шитье одежды во все века применяется множество ухищрений, например накладные плечи.

2. Здоровье партнера равно здоровью потомства.

Здоровая внешность – это в первую очередь чистая кожа, а значит, хороший иммунитет. Поэтому подростки так озабочены прыщами, а косметологи делают на их страхах и неуверенности в себе состояния.

То, что нами осознается как красота человеческого лица, – это прежде всего его симметрия. Она означает качественный набор генов и опять физическое здоровье, которое далее перейдет к потомству. Большинство серьезных отклонений от «стандартной» внешности воспринимается млекопитающими и птицами весьма недружелюбно, а иногда и с открытой агрессией.

3. Очень важен с точки зрения мозга самки (женщины) статус самца в стае. Для самца (мужчины) важна молодость женщины.

Статусный самец получает гораздо больше «баллов», ведь он, очевидно, является обладателем более качественных генов. А еще у него больше ресурсов, и дети будут лучше обеспечены. К этому вопросу мы еще вернемся в главе, посвященной лидерству.

С точки зрения мужского мозга важна молодость партнерши. Если самка молода, значит, она сможет рожать долго и успешно, и самец передаст свои гены большему числу потомков. Молодость и половая зрелость – характеристики, которые сказываются на восприятии женской фигуры. Например, у девочки в детской фигуре ножки короткие, а в процессе взросления у девушек происходит довольно заметное удлинение ног. При этом мужчина отмечает: нога длинная – половозрелый объект. Его мозг вычисляет это на бессознательном уровне, и, соответственно, визуальное удлинение ноги, хотя бы с помощью каблука, работает именно в эту сторону. А эффект свежести молодого лица (румянец, яркие губы, выразительные глаза) у зрелых женщин достигается косметическими ухищрениями, макияжем.

Впрочем, жизнь, как всегда, сложнее. Во все времена статусные дамы оказывались привлекательными для молодых мужчин, охотно отвечая им взаимностью.

4. Социальные нормы.

Оценка внешности потенциального партнера во многом зависит от социальных норм. Социальные нормы – это то, чему нас научили родители и окружающие. Если бы юношам и мужчинам втолковывали, что самые привлекательные женщины имеют вес более 120 кг, мужчины таких бы и выбирали. Вспомним картины Рубенса и Тициана. А если сейчас, на данном этапе развития человеческого общества, в моде вечно голодные, стройные модели, значит, этот тип фигуры считается красивым, модным. Если вспомнить Афродиту (Венеру) – эталон, который нам достался от древних греков и римлян, то у нее прекрасная и гармоничная фигура, но вовсе не тонкая талия и тощие ноги. В первобытных культурах, судя по статуэткам, идеалом часто были очень пышные формы. В этом случае все понятно: женщина с хорошим запасом жировой ткани будет прекрасно вынашивать и выкармливать детей.

5. Импринтинг.

Импринтинг – запечатление, «впечатывание в мозг» определенной ключевой информации в строго определенный период онтогенеза. Напомним, что впервые наблюдал и описал данное явление австрийский этолог Конрад Лоренц. В случае полового поведения часто запечатлевается, во-первых, потенциальный половой партнер (похож на членов семьи, но не слишком, не до полного совпадения); во-вторых, первый половой партнер.

Запечатление потенциального полового партнера происходит в пубертате, то есть в период полового созревания. В этот момент эталонами часто являются братья (сестры), родители, ближайшее окружение семьи.

Полное совпадение запрещено: это защита от инбридинга – близкородственного скрещивания, которое обычно резко ухудшает качество потомства.

Второй вариант импринтинга, связанного с половым поведением, – запечатление первого полового партнера. Человек, с которым у вас были первые поцелуи, а уж тем более первая физическая близость, имеет шанс очень сильно «закрепиться» в вашем мозге. Конечно, нейросети у всех разные. Но есть люди, которые после первого раза воспринимают только тип внешности первого партнера как привлекательный. Они становятся однолюбами, и никаких вариантов. Тут явно идет запечатление, приводящее к моногамии.

Классический вариант импринтинга на потенциального полового партнера наблюдается в случае уток. Это история по мотивам сказки Г.-Х. Андерсена про гадкого утенка. В сказке яйцо лебедя подложили на птичий двор, но в итоге все кончилось хорошо.

Этологами же был поставлен следующий эксперимент. Они брали два вида уток: крякву и серую утку, и яйцо кряквы подкладывали в гнездо серой утки. Если вылуплялась кряква-самка, которая дальше росла среди серых уток, то она, войдя в брачный возраст, принимала ухаживания только самца кряквы. А если вылуплялся самец-кряква, то, вырастая, он ухаживал за самкой серой утки. То есть на самку-крякву не влияет, где она выросла, а на самца влияет.

Точно так же, если взять яйцо серой утки и вырастить птенца у крякв, то самка серой утки будет принимать ухаживания самца своего вида, а серый селезень будет ухаживать за самкой кряквы.

Почему? Ответ таков: импринтинг важен там, где не хватает точности врожденных механизмов, врожденных знаний о том, как должен выглядеть половой партнер. Самцы уток разных видов четко различаются по внешним признакам, а самки довольно похожи. И раз самцы четко различаются, эволюция смогла в мозг самки-кряквы записать, что твой – это тот, который с зеленой головой. Тогда все понятно, без вариантов. В итоге самки врожденно узнают селезней своего вида, и импринтинг тут не нужен.

А вот самки кряквы и серой утки весьма похожи. В обоих случаях – смесь оливково-серо-коричневых пятен, их так просто на генетическом уровне не «пропишешь», необходим импринтинг. Зрительные центры мозга самца должны запечатлеть, как окрашены перья подрастающих самок в его семье. И, соответственно, дальше селезень адресует свои ухаживания тому виду, с которым вырос.

Вывод: импринтинг нужен для того, чтобы особенно точно настроиться. Если все это понятно, то ответьте: гадкий утенок в сказке был самцом или самкой? История, надеюсь, помните, чем кончилась? Утенок сидел, сидел в камышах, увидел лебедей и вдруг понял, как его неудержимо тянет к этим прекрасным птицам. То есть его мозг знал, что он все-таки лебедь. Поэтому, конечно, гадкий утенок – самка, лебедушка. А был бы самец, он остался бы на птичьем дворе и стал бы там самой главной уткой. Тем более что лебедь большой, он всех селезней и гусей запросто заклюет…

Активно исследуемый (в том числе на уровне нервных структур) случай полового импринтинга на первого партнера – прерийные полевки (Microtus ochrogaster), небольшие грызуны из Северной Америки. Они после первого спаривания очень мощно настраиваются именно на определенного партнера (при этом очень значим дофамин). А все прочие особи другого пола вызывают не просто равнодушие, но явную агрессию. Подобный вариант импринтинга часто существует там, где образовавшаяся пара в дальнейшем постоянно защищает свою территорию («кормовую базу») от других аналогичных пар. И, естественно, совместно выращивает потомство.

Известно немало животных-однолюбов, у которых пара образуется пожизненно. Особенно много подобных примеров в случае птиц: у них, как правило, выращивание птенцов настоятельно требует совместных усилий обоих родителей.

«Импрессинг» в половом поведении людей

В человеческой жизни все это тоже работает, но, конечно, в более мягкой форме. Психологи не любят говорить «импринтинг», они говорят «импрессинг», то есть некоторое впечатление. Тем не менее эффект «впечатывания» часто встречается.

Давайте возьмем какое-нибудь классическое произведение и попробуем с этой точки зрения на него посмотреть. Скажем, «Евгений Онегин».

Ленскому на момент дуэли 20 лет. Если помните: «Чуть отрок, Ольгою плененный…». Понятно, что его пубертат проходил в семье Лариных. И он запечатлел, конечно, Ольгу как важнейшего потенциального полового партнера. У него явно был импринтинг. Ольга была малолетним ребенком, и она Ленского запечатлела как члена семьи, с которым нельзя скрещиваться. И когда ей исполнилось 16, она как-то не очень видела в нем возможного возлюбленного или мужа. То есть вариант, когда мальчику 12 лет, а девочке 8, очень плохую роль сыграл в дальнейшей жизни данных персонажей. Зато потом, когда Ленский погиб, Ольга вышла замуж за улана, и у нее все сложилось.

У Татьяны Лариной возник импринтинг на героев книг, и сейчас такое нередко бывает. Помните: «Ей рано нравились романы, они ей заменяли все…»? Ее идеал – собирательный литературный образ. Когда появился Евгений, она перенесла на него этот стереотип. Тут неважно, соответствовал ли он этому идеалу или не соответствовал. Обязан был соответствовать, раз уж девушка так решила. Но не сложилось…

С Евгением вообще беда, потому что, судя по первой главе, у него был большой опыт половой жизни. Получается, что у Онегина не случилось импринтинга в юности, не было длительного контакта с какой-то значимой женщиной в 16–18 лет. Это как птенец, который смотрел слишком много на разных уток, да так и не понял, кто его мама, а кто – возможная жена.

То есть ранний опыт множественных половых контактов сбивает механизм импринтинга.

Часто бывает, что семейные отношения у таких людей потом складываются непросто, потому что настоящей любви и верности уже не получается.

Они как бы растратили свой пыл, новизну впечатлений на быстрые связи в юности, а когда дело доходит до постоянного партнерства – тут им чего-то уже не хватает. У социологов есть гипотеза: степень удовлетворенности человека браком тем ниже, чем больше было у него партнеров до брака.

Конечно, вся история с персонажами «Евгения Онегина» выдумана Пушкиным. Но Александр Сергеевич был гений и к тому же использовал весь свой немаленький жизненный опыт. Самого его, в контексте сказанного, можно, пожалуй, сравнить с Евгением, который в конце концов женился на Ольге…

Состояние любви и разумная деятельность мозга

Когда мы влюбляемся, это означает, что образ встреченного человека активировал в нашем мозге какие-то врожденно существующие каналы. Плюс этот образ «попал» в импринтинг, а еще в какие-то наши мечты, связанные с литературными героями, героями фильмов, звездами спорта, кино, музыки.

В нейросетях начинает бурлить гремучий коктейль из медиаторов и гормонов (половых, гипоталамических и гипофизарных, адреналина). В большом количестве выделяются дофамин, окситоцин и вазопрессин, серотонин (последний, напомним, снижает уровень отрицательных эмоций).

Чувство любви захватывает большинство отделов новой коры, гиппокамп, гипоталамус, базальные ганглии. Дофамин дает радость, подталкивает нас что-то делать, демонстрировать свои достоинства, улучшает обучение и формирование навыков общения, ухаживания. С окситоцином связывают чувство доверия и счастье даже при минимальном физическом контакте («слегка соприкоснувшись рукавами»); с вазопрессином – верность, ощущение избранности, «только ты», потребность быть рядом.

В итоге возникает эйфорическое влюбленное состояние мозга, которое формирует эмоциональный подъем, но разумной деятельности, конечно, мешает.

С помощью томографии показано, что серьезная, страстная влюбленность ухудшает функционирование лобной коры. Поведение влюбленного человека порой не очень адекватно, принимаемые им решения не самые лучшие.

Зато его захватывают положительные эмоции, его жизнь прекрасна!

Конкуренция любви (состояния влюбленности) и разумной деятельности на бытовом уровне достаточно очевидна. Она определяется тем, что нужно в осознанный и расчетливый мозг все-таки «впихнуть» привязанность и страсть, чтобы сформировать семью, чтобы появились дети. Без влюбленности это плохо получается, и эволюция именно так эту проблему решила.

Важная ремарка: положительные эмоции в состоянии влюбленности наш мозг генерирует, если считает, что очередной шаг, действие, событие, приближают к заветной цели – обладанию объектом привязанности. Если же все наоборот – возникают не менее впечатляющие «ураганы» негативных эмоций, обусловленные прежде всего спадом выработки серотонина. А тут уже и депрессия замаячила на горизонте (либо что-то еще похуже). Ясно ведь, что поведение крайне юных и неопытных в любви Ромео и Джульетты в конце пьесы трудно назвать нормальным…

Стратегии полового поведения: верность и ветреность

Итак, мы, в принципе, моногамные существа. То есть биологическая и социальная эволюция Homo sapiens привела именно к этому варианту. Не такому жесткому, конечно, как у прерийных полевок и других моногамных животных.

Впрочем, даже у полевок случаются казусы. Когда начали генетически сопоставлять потомство и родителей, оказалось, что в каждом четвертом выводке есть чужие детеныши (от другого «папы»). Про лебединую верность все знают, но у них чужие птенцы есть в каждом втором выводке. А в гареме морских слонов и морских котиков вообще 75 % детенышей – чужие. Потому что самец не может за десятками своих самок уследить – ему ведь еще нужно с конкурентами драться.

Если перейти к человеку, то, по данным довольно большого числа исследований, получается, что в среднем в семьях чужих детей около 3 %. Выявляется 3 % семей (в Мехико – 11 %), в которых растет ребенок и отец искренне считает, что это его отпрыск, а на самом деле – не его. Впрочем, если ревнивый муж инициирует установление отцовства, то, уже по юридической статистике, доля чужих детей возрастает до 30 %. Подозрения ревнивых мужей в одном случае из трех подтверждаются.

Откуда берутся научные статьи о «левых» детях? Представьте себе психолога или социолога, который ходит по домам и спрашивает: «Ваш муж действительно является отцом вашего ребенка?» Конечно, никто из «виновных» женщин правды не скажет, да еще и сковородкой по голове получите. Подобная информация анонимна, и она существует «благодаря» лейкемии.

Лейкемия – тяжелое онкологическое заболевание, и для ее лечения пациенту пересаживаются клетки донорского красного костного мозга. Сейчас во многих странах создаются соответствующие базы данных. Доброволец сдает свою ДНК на анализ (для этого достаточно ватной палочкой провести по щеке изнутри), и далее информация о нем попадает в базу, где записано, что его красный костный мозг имеет определенные параметры. Эти параметры в основном связаны с MHC-белками, про которые было сказано выше. В случае если нужен его вариант красного костного мозга (возможно, на другом конце планеты, ведь МНС-белки колоссально разнообразны), именно у него его возьмут, чтобы кому-то пересадить.

В результате у врачей собирается множество анализов ДНК, которые можно рассматривать с разных точек зрения. Целые семьи сдают такие анализы. А дальше приходит социолог с соответствующим официальным разрешением и говорит: «Можно я с вашей базой данных поработаю?» Скажем, семья номер 8264: папа, мама и трое детей. Посмотрим, детишки – они от этого папы или от кого другого?

Вот так набирается статистика по отцовству.

Верность в парах у млекопитающих существует, хотя она не очень для них типична. Рассмотрим нашу группу – человекообразных обезьян.

Гиббоны моногамны. Более того, они живут парой и защищают от других гиббонов свою территорию насмерть (похоже на прерийных полевок).

Орангутаны индивидуалисты. У самцов свои территории, у самок – свои. Территория самца перекрывается с территорией двух-трех самок. И каждой жене он вполне верен (похоже на тигриный вариант).

Гориллы – стайные животные. Вожак, при нем гарем и некоторое количество самцов низшего ранга, которым запрещено спариваться с самками, и они даже не пытаются. У горилл половая активность низкая: десять спариваний на одно зачатие – это совсем немного. Они достаточно редко этим занимаются…

Шимпанзе – самая близкая к нам группа человекообразных. Есть обыкновенные шимпанзе (Pan troglodytes) и бонобó (Pan paniscus), последние поменьше, не такие мускулистые и более альтруистичные. Так вот, в обоих случаях все спариваются со всеми, хотя некая иерархия (самцовая прежде всего) у больших шимпанзе соблюдается. Спаривание у Pan troglodytes иногда используется для установления статуса; самки могут спариваться за еду. В целом у них приходится около 500 спариваний на зачатие. Но по сравнению с бонобо это просто мелочи.

Потому что бонобо решают все проблемы при помощи секса. «Что-то мне стало тревожно» – подошли друг к другу и спарились. «Прекрасный день, но что-то скучно» – опять спаривание. Если встретились две стаи на границе территорий, в случае обыкновенных шимпанзе произойдет серьезная драка. У бонобо же – сексуальная оргия, похожая, как пишут зоопсихологи, «на затянувшийся порнофильм» (3000 спариваний на зачатие).

У самок обезьян овуляция – это событие. И когда самка овулирует, это сразу заметно. У большинства видов меняется цвет значимых частей тела, например краснеют ягодицы, а у многих – физиономия. И вокруг все самцы даже без феромонов видят: «Вот она, звезда!»

У Homo sapiens мы наблюдаем редчайшую ситуацию – скрытую овуляцию. Если очень точными приборами измерять цвет лица женщины, то обнаруживается, что оно все же краснеет при овуляции, но рудиментарно, незначительно, и наш глаз этого не видит. Хотя есть масса работ, где показано, что во время овуляции поведение женщины становится все равно немного необычным. Она, даже если этого не осознает, выбирает более привлекательную одежду, тщательнее ухаживает за собой и т. д. Интересующимся этой темой рекомендуется почитать книгу английского биолога и журналиста Мэтта Ридли «Секс и эволюция человеческой природы»[27].

Но в любом случае наш вариант – моногамный, пара формируется надолго. В этом смысле Homo sapiens скорее напоминает не других человекообразных обезьян, а некоторых птиц, которые живут колониями.

Например, у ласточек-береговушек каждая пара занимает свою норку. Они там живут, выводят птенцов. Иногда, конечно, залетают «по ошибке» в соседнюю норку, но в принципе все равно живут своей семьей.

Вот такой моногамный вариант с небольшими хождениями «налево» – это и есть базовая человеческая стратегия полового поведения.

А раз моногамия, то партнеры очень сильно ориентированы друг на друга. Они вкладывают друг в друга массу энергии, ресурсов. Отсюда фатально появляется ревность: «Ты же практически моя собственность. Ты куда?»

Кстати, ласточки-береговушки тоже ужасно ревнивы. Стоит, например, самке надолго исчезнуть из поля зрения мужа, он начинает нервничать и издает специальный крик, услышав который все береговушки в окрестностях взлетают. Даже если у нее что-то было на стороне, в этот момент процесс прерывается. И самец немедленно спаривается с подругой, если она исчезала на какое-то время. Самка ласточки тоже, если самец, скажем, час не был с ней, устраивает скандал: «Ты где шлялся?» Все серьезно!

По сути, ревность сродни территориальному поведению: мое личное пространство теперь включает и этого человека. О программах защиты территории и связанной с ними агрессии мы еще поговорим в главе 8.

Человек: полигамная или моногамная стратегия?

Моногамия Homo sapiens ведет к появлению полового отбора, реализуемого не только женщинами в отношении мужчин, но и мужчинами в отношении женщин. И «прихорашивание» прекрасной половины человечества – ответ на такой отбор. Ну и конечно, ревность в отношениях пары – практически фатальная составляющая, способная испортить даже самый замечательный брак.

В целом же половое поведение человека – это конкуренция моногамной и полигамной стратегий.

Полигамная более древняя. Действительно, и у мужчин, и у женщин есть поводы для поиска новых половых партнеров. Мужчин, как уже говорилось, привлекает молодость женщины, возможность завести большее количество потомства; женщин привлекает статус мужчины, что подразумевает возможность вырастить потомков «лучшего качества». С развитием цивилизации, различных сфер хозяйства более статусные мужчины получают возможность содержать нескольких жен, что во многих социумах приводит к появлению полигинии (узаконенного многоженства). Гораздо реже встречается полиандрия («многомужество»), например она существовала в Непале.

За полигамную стратегию – половые гормоны (андрогены, эстрогены), люлиберин, ряд гормонов гипофиза. За эволюционно более новую моногамную стратегию – окситоцин и вазопрессин, устойчивая привязанность, импринтинг, важность совместного длительного выращивания потомства, нормы морали (в христианстве, кстати, весьма жесткие).

В жизни каждого человека присутствует борьба этих стратегий. По анонимным опросам получается, что около 50 % мужчин изменяют хотя бы иногда своим супругам; в подобном же «нехорошем поведении» призналось 25 % женщин. Социологи, впрочем, обычно пишут, что цифры, скорее всего, несколько завышены в первом случае (мужское хвастовство) и занижены – во втором («один раз не считается»).

С другой стороны, оказывается, что в мужских гомосексуальных парах измен заметно больше, чем в женских. Поэтому будем считать, что определенная достоверность в приводимой статистике имеется. О деталях можно прочитать в книгах Аси Казанцевой «Кто бы мог подумать!»[28], а также Ларри Янга и Брайана Александера «Химия любви. Любовь, секс и наука влечения»[29].

Вывод: несмотря на все сложности, отношения полов и любовь – важнейшие источники положительных эмоций, радости и духовного роста человека на всех стадиях – от момента влюбленности до момента: «Жили долго, счастливо и умерли в один день».

Так что всем успехов в личной жизни!

Глава 7. Мозг: подражание. Быть похожим на других

Зачем и почему мы подражаем?

Подражание пронизывает жизнь каждого человека от рождения до самого конца. В этой главе мы будем разбираться, почему мы подражаем и что знаем о нейронных механизмах, на которых основано подражание.

Если вспомнить выделенные П. В. Симоновым три группы биологических потребностей, то окажется, что о подражании можно говорить даже не в одном, а в двух случаях.

Во-первых, мы обнаружим программы сопереживания внутри зоосоциальных (социальных) потребностей. Особо существуют программы переноса на себя эмоций, которые испытывает другое существо (эмпатия). Как правило, это близкое, родственное существо или хотя бы того же биологического вида. Возможно сопереживание и особям другого вида, но гораздо реже (у самых высокоразвитых животных). Это явление можно смело назвать эмоциональным подражанием.

Во-вторых, в потребностях саморазвития (потребностях, направленных в будущее) на уровне повторения поведенческих реакций тоже присутствуют подражательные программы, такие как делай, поступай, как родитель, как вожак или как «сосед» (другой член стаи или коллектива). Когда организмы на уровне движений имитируют друг друга, то часто непосредственная цель действия им неясна, но: «Другой так делает, наверное, это хорошо. Значит, и я так сделаю». Таким образом, подражание существует как на двигательном (мышечные реакции), так и на эмоциональном уровне (сопереживание).

Зеркальные нейроны – основа подражательного поведения

Подражательное поведение и реакции сопереживания объединяет участие особых групп нервных клеток, так называемых зеркальных нейронов.

Серьезные исследования программ подражания на уровне нейронов и целостных мозговых структур начались только в конце XX века. Так что это относительно молодая и развивающаяся область нейрофизиологии и физиологии поведения. Критическим, важнейшим ее событием, стало открытие зеркальных нейронов. Именно существование данных клеток объясняет, почему мы так охотно подражаем, или, как говорят, «обезьянничаем» или «попугайничаем». Мы повторяем действие нашего соседа, или родителя, или героя кинофильма. Нас огорчают чужие огорчения, нам больно от чужой боли, но зато нас радует чужая радость. То есть мы переносим на себя эмоции, испытываемые кем-то, кого мы видим или слышим.

Очень долго альтруизм, сопереживание, эмпатия считались практически вершиной человеческой психической деятельности. Но потом оказалось, что это одна из важнейших врожденных поведенческих программ и появилась она гораздо раньше, чем вид Homo sapiens. Ученые обнаружили, что животным сопереживание тоже присуще.

В целом зеркальные нейроны обеспечивают:

● подражание на двигательном уровне, то есть повторение отдельных моторных актов и целостных двигательных программ;

● подражание на эмоциональном уровне, то есть вхождение в то же эмоциональное состояние (эмоциональный резонанс, или, как еще говорят, «заражение эмоциями»);

● на уникально-человеческом уровне – вербально-когнитивное подражание; мы можем переносить в свой мозг некоторые аспекты той картины мира, которая сформировалась в мозге другого человека, и это, конечно, самый сложный вариант подражания.

Классической ситуацией, с которой началось исследование подражания, является повторение мимических реакций взрослых людей новорожденными. Например, взрослый высовывает язык, и малыш так же высовывает язык, взрослый открывает широко рот, и ребенок делает то же самое. Важно понимать, что в эксперименте участвовали совсем маленькие дети, которым было по четыре-пять месяцев. Вряд ли такой малыш понимал, что: «Дядя высунул язык, не высунуть ли мне язык?» Здесь работают врожденные рефлекторные дуги, которые устроены так, что зрительный сигнал анализируется, детектируется совершенно конкретное мимическое изменение, а затем нервные импульсы попадают на нужную точку двигательной коры и вызывают повторение. Это указывает, что данные программы являются практически столь же базовыми, как и дыхание, глотание или отдергивание руки от источника боли.

Аналогичный эксперимент проводился на обезьянах. Человек совершал движения, а маленькая макака их успешно повторяла. Взрослая макака хорошо владеет мимикой, лапами, и программы подражания у нее тоже работают прекрасно. Эксперименты проводили с новорожденными обезьянками, которые совсем недавно появились на свет, и ученые видели ту же самую реакцию высовывания языка, что и у человеческих малышей. Зеркальные нейроны «отражают» поведенческую реакцию, не разбираясь, зачем это делается. «Раз большое и умное существо так себя ведет, то и я так сделаю: наверное, это хорошо».

Понятие зеркальных нейронов было сформулировано профессором Джакомо Риззолатти[[30] ] во время исследования движений обезьян. Первые публикации на эту тему появились в 1996 году, а теперь они уже воспринимаются как классические. Дж. Риззолатти в 2014 году выступал фестивале науки МГУ и рассказывал историю открытия зеркальных нейронов (рис. 7.1).

Началось, как это часто бывает, почти со случайного события. Исследовательская группа Дж. Риззолатти работала с обезьянами, специфическим интересом ученых была организация движения. Они вживляли электроды в мозг макак и изучали, как движение разворачивается внутри лобной доли. От передней части лобной доли сигнал расходится по премоторной коре, а потом по моторной коре. Их внимание привлекла зона F5 премоторной коры, которая отвечает за запуск комплекса мышечных сокращений, то есть за двигательную программу (рис. 7.1. вверху слева). Нейроны, которые там находятся, оказались связанными с движением обезьяны, берущей с тарелки еду (в данном случае это был изюм). Это записывалось, и было замечательно видно, что нейроны активируются еще до того, как началось движение.

Рис. 7.1. Слева: мозг с выделенной зоной F5. В зоне F5 лобной коры мозга макаки находятся зеркальные нейроны; они активируются, когда обезьяна берет изюм с тарелки (1, слева), а также когда изюм берет экспериментатор (2, слева). Это реакция на свое или чужое целенаправленное движение.

На правом рисунке показано, как зеркальный нейрон активируется, если обезьяна наблюдает за рукой человека, берущей предмет (1); аналогичное действие в отсутствие предмета почти не вызывает активации.

Если предмет находится за непрозрачным экраном и обезьяна знает об этом, то активация имеет место (3); но, если макака видела, что предмета нет, реакция отсутствует

Потом в какой-то момент обезьяна с вживленными электродами ничего не делала, а экспериментатор, который стоял рядом, взял с ее тарелки изюм. И вдруг нейроны зоны F5 мощно возбудились, стали генерировать частые импульсы. Их активация была, может быть, немного поменьше по амплитуде, но более длительной, чем реакция на собственное движение обезьяны. «Он же сейчас съест мой изюм!» – было совершенно очевидно, какая мысль пронеслась в мозгу макаки! Оказалось, что существуют нервные клетки, которые срабатывают и тогда, когда сам организм выполняет движение, и тогда, когда кто-то другой находящийся рядом, выполняет движение (рис. 7.1, внизу слева). Эти клетки могут запустить движение уже как повторение моторного акта, которое совершило другое существо, например человек или другая обезьяна. С этого, собственно, началось изучение зеркальных нейронов, и пришло само понимание, что такие нейроны существуют. Стало ясно, что можно обнаружить конкретный физиологический субстрат для повторения состояния другого организма.

В научном мире редко открывается что-то совсем новое. Давным-давно физиологи и этологи понимали, что подражание существует, но до нейронной основы не добирались. И вот наконец-то в 1996 году открыли зеркальные нейроны. Теперь все ждут, когда очередная Нобелевская премия по физиологии и медицине достанется Дж. Риззолатти.

Глобальный биологический смысл подражания

Подобного рода программы и работа зеркальных нейронов оказываются актуальными тогда, когда существа начинают жить вместе стаями или колониями.

Членам стаи очень важно совместно приходить в определенное физиологическое состояние, вместе реализовать эмоциональные реакции, вместе запускать поведенческие (двигательные) программы. Тогда стая начинает действовать как единое целое и оказывается гораздо мощнее, чем отдельная особь.

В этом, собственно, и состоит изначальный биологический смысл подражания: стая сильнее, чем одиночный организм.

На самом древнем уровне такая синхронизация осуществляется у общественных насекомых (термиты, перепончатокрылые) или у колоний кораллов. Инициироваться она может даже без прямого участия нервной системы, а только с помощью гормонов. Особь (царица термитов, например) выделяет в окружающую среду гормоны, феромоны и т. п., которые равняют «под одну гребенку» физиологическое состояние соседних насекомых. Например, можно вызывать у всех членов стаи, семьи или колонии страх, агрессию или готовность к размножению.

Одним из самых эволюционно древних примеров гормональной синхронизации является упоминавшаяся в предыдущей главе овуляция коралловых рифов. Как известно, у живущих вместе родственниц созревание яйцеклеток тоже может проистекать в едином ритме. Биологические часы каждой из дам потихонечку переводятся, синхронизируются, поскольку у людей есть пусть слабые, но все же феромоноподобные сигналы (не феромоны), которые могут сдвигать активность гипоталамуса, гипофиза, яичников. У общественных насекомых молекулы, регулирующие состояние семьи, зачастую передаются за счет взаимного кормления – так называемого трофоллаксиса. При этом работают специальные железы, добавляющие гормоны в отрыгиваемую пищу.

Подражание, имитация, синхронизация поведения

Подражание, синхронизация на поведенческом уровне – более сложный процесс. Например, гусенок или утенок, который увидел силуэт летящего хищника, принимает позу, которая позволяет ему затаиться, спрятаться, стать менее видимым. Соседи-утята, конечно, могут сами заметить хищника, но могут и не заметить. Но, если они видят, что сосед затаился, их мозг реагирует на позу затаившегося утенка как на сигнал опасности, и в этом случае включается двигательное подражание: «Раз он спрятался, то и я спрячусь, наверное, он не просто так это сделал». Конечно, такое поведение очень удобно, выгодно, расширяет поведенческий арсенал организмов и позволяет их реакциям стать гораздо более адаптивными.

Иногда имитация принимает совсем причудливые формы. Одним из ярких примеров служит осьминог, живущий в морях Юго-Восточной Азии. Он не просто меняет свой цвет, чтобы спрятаться в камнях, стать похожим цветом и фактурой на камни, а своим поведением имитирует различные морские существа. Собрав щупальца определенным образом, он становится похож на камбалу, а растопырив – на львиноголовую крылатку (lionfish), очень ядовитую рыбу. Этот осьминог может изобразить морскую змею, выпуская два щупальца в разные стороны и характерно ими шевеля. Такого рода подражание, конечно, помогает ему выживать. Осьминог этому, скорее всего, не учится. У него, судя по всему, существуют пока еще не исследованные врожденные нейронные контуры, которые запускают разного вида имитации в зависимости от того, какого хищника он пытается испугать (или какую добычу обмануть). Тут можно вспомнить еще австралийских аборигенов, имитирующих движения страусов эму во время охоты на них.

Звукоподражание в мире животных

Один из самых простых и доступных изучению вариантов подражания – это звукоподражание. Когда одно существо издает некий звук, особи этого же вида, находящиеся рядом, слышат его и начинают звучать подобным образом. Такого рода явления можно наблюдать на уровне даже не очень сложных нервных систем (например, у насекомых, лягушек). Если кто-то слышал трели цикад в теплых странах, то знает, что после того, как один самец застрекотал, расположенные неподалеку насекомые реагируют на «песню» и в течение 1–2 секунд подхватывают ее. Затем включаются более удаленные, еще более удаленные… Поскольку каждая конкретная цикада не поет долго, то получается, что волна звука сначала нарастает, потом затихает, потом опять нарастает и так далее. Если цикад целая сосновая роща, все окружающие могут слышать этот явно синхронизированный и очень громкий шум.

Примерно так же квакают лягушки. Один самец заквакал – и все остальные тоже. Смысл этого действия (как и пения цикад, кузнечиков, зябликов, соловьев и других птиц) достаточно очевиден: звук привлекает самок. То есть чем громче лягушка-самец звучит, тем, соответственно, более удаленным самкам будет слышно, и они в большем количестве и быстрее прискачут. Кстати, у самцов лягушек существует определенная «справедливость»: в основном квакают те, кто в центре болота, а те, кто по периферии, спариваются с самками, а потом они меняются местами, то есть идет своеобразная «ротация». Таким способом увеличивается генетическое разнообразие популяции лягушек.

При подражании звуковой сигнал запускает реакцию, приводящую к появлению аналогичного сигнала.

Очень ярким примером звукоподражания является птичье пение. Переход от молчащего птичьего мозга к поющему происходит под влиянием гормонов и сезонных ритмов. Для очень многих видов птиц звучать крайне важно, это как территориальное поведение (способ обозначить свою территорию и «бесконтактно» конкурировать с другими самцами), так и ухаживание за самкой. Часть песни – врожденный навык, врожденное знание, но для того, чтобы песня стала качественной, птенцам нужно послушать мастера. Этим мастером, как правило, оказывается собственный папа.

Существует известный вопрос из школьных биологических олимпиад, попробуйте на него ответить. Если день за днем регистрировать интенсивность пения самцов зябликов или соловьев, то обнаруживаются два пика – один в момент закладки гнезда и появления первых яиц, а второй в момент вылета птенцов; зачем же самцы столь активно поют в момент вылета птенцов? Ответ: это мастер-классы для молодежи. Взрослые зяблики и соловьи поют, а молодежь внимательнейшим образом слушает, потому что им надо научиться искусству вокала (точнее, вокализации).

Звукоподражательная система мозга птиц оказалась очень удобной для изучения зеркальных нейронов. Потому что у птиц формирующиеся навыки пения «цепляются» за врожденные рефлекторные дуги. Значит, можно понять, где находятся зеркальные нейроны, и проанализировать, как проходят потоки информации, как идет обучение в тех или иных синапсах. Поэтому важным является изучение канареек, амадин, а тем более птиц, способных подражать очень качественно, таких как попугаи и врановые. При изучении работы их мозга появляется очень интересная и важная информация, во-первых, вообще о механизмах обучения и, во-вторых, о работе зеркальных нейронов.

Пение для птицы – очень важное событие, они настолько увлекаются этим процессом, что порой забывают обо всем на свете. Есть классическая орнитологическая фотография, когда самозабвенно поющий соловей сидит на пальце зоолога. Пернатый солист бывает настолько погружен в процесс, что можно тихо к нему подойти, потрогать его лапки, он с ноги на ногу переступит, переместится на ваш палец и будет продолжать петь.

На кафедре зоологии позвоночных МГУ читается обширный курс о поведении птиц, и в нем много внимания уделяется исследованиям вокализации. Например, тому, как возникает разнообразие диалектов пения зябликов Московской, Брянской и Ростовской областей. В каждом из этих случаев песни немного разные. Можно сказать, что у птиц есть определенные «культурные традиции». Сначала птенец слушает папу, и его зеркальные нейроны вовсю работают. Затем он поет сам, и те же зеркальные нейроны очень активны, сообщая: «Нам пока не очень удается правильно повторять». Дальше молодой самец вокализирует несколько лучше, тренируется и в конце концов он делает это настолько хорошо, что находит свою пару, может свить гнездо и сам стать отцом. А пока он не научился петь, на него никто не посмотрит: «Молод еще, тренируйся, пока не готов».

Важно отметить, что мозг птиц организован в значительной мере не так, как мозг млекопитающих, и многие его центры располагаются совсем не в тех областях. Птицы – далекая от нас линия эволюции, мы разошлись более 200 млн лет назад. Анатомия больших полушарий птиц совершенно иная, это отдельный нейрофизиологический мир. Но у них работает та же базовая нейросетевая логика, те же медиаторы и принципы обучения. И конечно, похожи многие стволовые структуры, в том числе центры потребностей. Поэтому мозг птиц активно изучается (рис. 7.2) и поведение птиц часто является моделью очень интересных феноменов из психической жизни человека, например освоения языковых навыков.

Для возникновения звукоподражания нужно, чтобы слуховой сигнал пришел сначала в продолговатый мозг и мост, где располагаются центры первичного восприятия звука. В продолговатом мозге и мосту также находятся центры, связанные с дыханием, движением языка, сокращением голосовых связок. В принципе простейшее звукоподражание можно сгенерировать уже на уровне стволовых структур, замыкая врожденные рефлекторные дуги.

Если вы когда-нибудь наблюдали за волнистыми попугайчиками, то, наверное, замечали, как они имитируют слуховой стимул. Достаточно просто издать какой-нибудь резкий звук, например стукнуть чайной ложечкой о чашку, и птичка тут же чирикает в ответ. У попугайчика такая реакция возникает почти мгновенно, и здесь задействованы только стволовые структуры.

Но для того, чтобы подражание попадало в цель, чтобы генерировался примерно такой же звук, который птица (например, попугайчик) услышала, без больших полушарий мозга не обойтись. Соответственно, есть высшие слуховые центры, которые детально анализируют сигнал, и высшие центры вокализации, обеспечивающие тонкое управление дыханием и мышцами гортани.

Птенцы многократно пробуют, перебирают варианты вокализаций, чтобы песня, которая получается «на выходе», соответствовала эталону. То есть собственная песня в высших центрах вокализации сравнивается с эталоном песни, который сохранился в памяти. Поэтому на первом этапе важно, чтобы у птенца эталон периодически подновлялся, чтобы папа подавал правильный пример. Потом, когда эталонная песня уже хорошо «записана», взрослеющему птенцу можно оперировать только памятью и с ней сравнивать свою песенку. Именно в больших полушариях находятся зеркальные нейроны, которые сопоставляют песню, хранящуюся в памяти молодого самца, с той, что у него вышла здесь и сейчас. Таким образом, исследования, проводимые на птицах, позволяют обнаружить и вполне наглядно изучать на более простом уровне принципы работы гораздо более сложного мозга человека.

Звукоподражание у человека

Переходим к нервной системе Homo sapiens. Очевидно, что у нас тоже имеются врожденные рефлекторные дуги, обеспечивающие описанные выше процессы. Когда мы слышим звуковой сигнал, он попадает в первичный центр слуховой обработки, находящийся в продолговатом мозге и мосту. Тут же расположены ядра черепных нервов, управляющие голосовыми связками, дыханием, движением языка, нижней челюсти, и здесь возникает вокализация. На самом простом уровне человек может обойтись этим комплексом рефлексов, который можно наблюдать у хором плачущих в роддоме младенцев (см. рис. 7.2 внизу, сплошные стрелки).

Рис. 7.2. Вверху представлены рисунки мозга птицы непоющей (слева) и поющей (справа). Показано, как много областей активируется в ходе пения и использования принципа «эталона» (обозначения: nXIIts, Ram, rVRG, DM – стволовые структуры, обеспечивающие управление гортанью и дыханием; Field L – слуховая зона больших полушарий; HVC – высший вокальный центр, который через RA управляет пением; NIF, DLM, зона X, mMAN и lMAN – области, имеющие отношение к обучению «по эталону», их повреждение нарушает формирование пения у молодой птицы и не влияет на пение зрелого самца).

Внизу: диаграмма зон мозга человека, участвующих в звукоподражании и вокализации

Но, конечно, для полноценной голосовой реакции к процессу должна подключиться двигательная кора. То есть звуковой сигнал сначала должен уйти в слуховую кору, находящуюся в височной доле больших полушарий, а из нее в двигательную кору, расположенную в задней части лобной доли. Тогда двигательная кора, восприняв определенный паттерн звука, передаст сигнал на центры, непосредственно управляющие дыханием, голосовыми связками, и мы попытаемся воспроизвести звук (см. рис. 7.2 внизу, пунктирные стрелки).

Для людей звукоподражание является характерным в очень высокой степени. Понаблюдаем за группой детей (чем меньше возраст, тем лучше), гуляющей на детской площадке. Вокруг относительно тихо, и вдруг где-то за забором громко замяукала кошка. И вот уже вся группа мяукает! Детям интересно воспроизвести этот забавный звук. Новый, необычный слуховой образ тут же становится элементом игры, и звукоподражание («эхолалия») возникает практически мгновенно.

Любой из нас на реакции звукоподражания может поймать себя тысячу раз. У нас очень быстро включается: «Звучи, как сосед, почему бы нет!» Футбольные болельщики и любители хорового пения у костра с особым рвением это подтверждают. Как правило, только моторной коры тут уже не хватает. И когда надо повторить целую фразу или длинное сложное слово (например, «престидижитация»), слуховой сигнал перебрасывается в зону Брока – нижний задний угол лобной доли. Здесь находятся нейроны, которые отвечают не просто за отдельные фонемы, но за сборку фонем в словах. Зона Брока – место хранения двигательных программ, специфически связанных с речью. Она способна сама управлять моторной корой, от нее идут сигналы в поле 4. Получается, что для произнесения длинного слова надо в определенной последовательности совершить несколько более простых речевых реакций.

Помогает этому процессу зона Вернике, которая отвечает за узнавание слов. Чтобы не просто повторить слово, которое мы только что услышали, а наполнить его смыслом, сначала надо данное слово опознать и расшифровать, а это делает зона Вернике. Дальше дополнительные сигналы от этой области могут уходить к зоне Брока, что очень важно для нас, Homo sapiens (см. рис. 7.2 внизу, прерывистые стрелки).

Плюс к сказанному, если вы только что повторили определенное слово, вы его, следовательно, запомнили. Точнее, ваш гиппокамп, скорее всего, сделал это. И если удалось слово удачно проговорить, поясная извилина генерирует положительные эмоции: «Вот какие все молодцы! Хорошо зафиксировали и хорошо повторили!» А если вы сбились и сказали неправильно, поясная извилина выразит свое «фи» в виде отрицательных эмоций. Перечисленные только что центры, сравнивающие полученный результат с ожидаемым, задействованы при выполнении самых разных программ в самых разных системах. И конечно, при звукоподражании не обойтись без гиппокампа и поясной извилины (см. рис. 7.2 внизу, стрелки с обратными связями).

Помогает имитации, копированию слов и зрительная информация. Если слово очень сложное, мы внимательно следим за выражением лица говорящего, движениями его губ, дыханием, пытаясь поточнее воспроизвести звуки за счет визуального восприятия. Если надо повторить слово, например, из кхмерского или бушменского языка, никакая зона Брока в одиночку не справится: в этих языках есть фонемы, которые произносятся на вдохе!

Зеркальные нейроны и процесс обучения нейросетей

Итак, что же такое зеркальные нейроны?

Зеркальный нейрон – это клетка, которая активируется как при выполнении определенного действия, поведенческой программы, так и при наблюдении за выполнением аналогичного действия кем-то другим.

То есть зеркальные нейроны встроены не только в двигательные нейросети, но также имеют входы, ориентированные на внешние сенсорные потоки, поступающие в мозг сигналы, слуховые и зрительные раздражители. В случае птиц это может быть как чужая, так и своя песня.

У зеркального нейрона обезьяны, человека на выходе происходит передача сигналов к исполнительным нейронам премоторной и моторной коры. Входы и выходы зеркального нейрона могут быть врожденно заданы, но чаще формируются в результате обучения нейросетей и мозга в целом. Работ на зеркальных нейронах человека пока единицы; примером может служить статья Роя Мукемела и Исака Фрайда (Roy Mukamel, Itzhak Fried) с соавторами, опубликованная в 2010 году[31].

Одна и та же реакция может возникать тогда, когда сама обезьяна (или человек) захотела взять изюм и когда увидела, что сосед берет изюм. А если раньше потянуться за изюмом она не решалась, то, посмотрев несколько раз, как сосед это делает, вполне может тоже запустить подобную программу. То есть за счет «зеркального» механизма можно научить свою нейросеть новым программам, даже не реализуя их в полной мере, а просто смотря и хотя бы частично подражая. Это очень важно и, кроме того, вызывает дофаминовые положительные эмоции, поскольку связано с движением и новизной.

Кстати, у человекообразных обезьян, когда взрослый делает что-то интересное, подросток может подойти и издать специальный звук, который обозначает: «Я буду только смотреть. Я не буду тебе мешать, я буду только смотреть. Мне интересно, я хочу знать, как это делается». Взрослые обезьяны в этот момент иногда начинают даже действовать медленнее, чтобы показать подростку, как надо, например, правильно камнем разбивать орех. Более того, если подросток отвлекается, могут ему еще и оплеуху отвесить: «Раз уж пришел учиться, так учись, не бездельничай!»

Простые варианты подобных программ могут быть установлены врожденно. Например, подражательное высовывание языка. В кору больших полушарий, судя по всему, встроены соответствующие генетически заданные нейросети, управляющие собственной реакцией и обладающие «отзеркаливающими» входами. Получается, что как человеческий, так и обезьяний детеныш врожденно знают схему лица взрослого представителя своего вида. И когда соответствующий зрительный образ (высунутого языка) попадает в нужный центр моторный коры, сразу – раз! – детеныш так же высовывает язык. Но гораздо чаще подобные программы являются результатом дополнительного обучения. В итоге мы можем подражать очень сложным навыкам.

Подражание движениям

Если смотреть на братьев наших меньших, можно увидеть не только подражание вокализации звука, но и подражание самым разным движениям. Наиболее простой вариант – это двигаться вместе, перемещаться вместе. Стая саранчи это прекрасно умеет. Одна саранча взлетела – и за ней стая тоже взлетела, и, более того, все полетели в одном направлении.

Пресноводные рыбки Данио рерио (Zebrafish) являются модельными организмами для изучения такого типа поведения. Они обычно плавают стайкой, и каждая рыбка краем глаза, а еще с помощью органа боковой линии ощущает, где соседи и куда они плывут. Если одна рыбка повернула направо, то можно, соответственно, ожидать от остальных тоже правого поворота. То есть они показывают самый простой вариант подражания – вместе двигаться в стае. Это дает много преимуществ, потому что совместные движения стаи позволяют лучше находить пищу, обманывать, а иногда даже пугать хищника. Например, какой-то молодой барракуде может показаться, что приближается огромная рыба – она испугается и сбежит. А на самом деле это плывет плотная стая из множества маленьких анчоусов.

Итак, первый уровень – двигаться вместе. Но есть, конечно, и более специфические действия. Например, активно изучается хватание пищи для этих же рыбок Данио рерио. Если одна рыбка начинает хватать еду, то и другие рыбки тоже начинают это делать, причем даже порой еды нет, а движение запускается.

История из жизни. В одном доме держали трех небольших собак и кролика. Этот кролик, видимо, считал себя собакой. Когда кто-то приходил в гости и собаки, прибежав, начинали лаять, кролик тоже принимал участие: прыгал вокруг и беззвучно открывал рот синхронно с собаками. Вот такое интересное подражательное поведение!

Выполнение сложных произвольных движений

Если посмотреть, как идет подражание движениям, которые для нас являются новыми, необычными, можно увидеть компоненты, характерные вообще для любого произвольного движения. У млекопитающих этим занимается лобная доля, причем в ее пределах выделяют три различающиеся по функциям области: ассоциативную кору, премоторную (поле 6) и моторную (поле 4) кору (рис 7.3).

Рис. 7.3. Процесс «разворачивания» двигательной программы в пределах лобных долей коры больших полушарий человека.

Выбор программы происходит в ассоциативной лобной коре, после чего сигнал передается в поле 6 (премоторная кора, программа превращается в комплекс параллельно и последовательно выполняемых движений), а затем – в поле 4 (моторная кора, движения преобразуются в наборы конкретных мышечных сокращений, после чего команды уходят к подкорковым моторным центрам). На последнем этапе важнейшую роль играет информация от системы мышечной чувствительности (передняя часть теменной доли).

В случае подражания чьим-либо движениям на всех этапах управляющие функции могут выполнять зрительные сигналы, поступающие из затылочной доли

Ассоциативная лобная кора вступает в игру первой и принимает решение. Например: «Я хочу взять этот предмет». Премоторная кора эту общую идею превращает в совокупность движений. Скажем, чтобы взять предмет, нужно поднять руку, разогнуть ее, разогнуть пальцы, потом согнуть пальцы. На третьем этапе сигналы от премоторной коры идут в самую заднюю часть лобной доли, в моторную кору. Нейроны поля 4 непосредственно взаимодействуют со спинным мозгом, мозжечком, дают конкретные команды конкретным мышцам. Скажем, даже поднять руку весьма непросто. При этом работают дельтовидная и трапециевидная мышцы, а в каждой из них – еще и отдельные группы мышечных клеток («двигательные единицы»). На этом этапе в реализации движения активно участвуют сигналы системы мышечной чувствительности.

Итак, сначала возникает идея движения, потом она превращается в совокупность относительно простых моторных компонентов, а потом каждый компонент «раскладывается» на совокупность конкретных мышечных сокращений. При этом сигналы последовательно распространяются спереди назад: ассоциативная лобная кора (3-й уровень) → премоторная кора (2-й уровень) → моторная кора (1-й уровень). Когда мы подражаем чему-то, наш мозг генерирует варианты двигательных программ, которые затрагивают все перечисленные уровни.

● Первый уровень подражания. Например, мы увидели движение руки другого человека, гримасу или какую-то интересную позу и просто повторяем это движение как набор мышечных сокращений. В этом случае подражание идет прямо через моторную кору и, конечно, визуально контролируется.

● Если нам нужна целая двигательная программа, скажем «Я вижу, как ты дотронулся до этого предмета, и я тоже так хочу сделать», здесь, скорее всего, будет задействована премоторная кора. В случае речедвигательных реакций с ней будет тесно взаимодействовать зона Брока. На втором уровне мы подражаем не конкретному одиночному движению, а двигательной программе в целом.

● На третьем уровне мы подражаем глобальной цели. «Да, мне нужен такой же предмет». Скажем, лежащая на столе книга. «Но я не буду точно повторять твои движения, а, например, с другой стороны зайду и возьму не правой рукой, а левой, да еще из-за спины». Почему? Человеку может быть сложно, неудобно или просто скучно делать совсем так же, как кто-то другой. «Мне нет смысла подражать твоим движениям в точности. Но мне хочется подражать тебе в достижении цели».

Приведем в пример поведение выдр. Это очень активные и любопытные звери, им неинтересно делать точно так же, как другие. Если выдры плавают через обруч, то после того, как одна проплыла головой вперед, остальные обязательно испытают самые неожиданные способы: боком, с вывертом, хвостом вперед. Такое разнообразие движений их, очевидно, радует, и еще этим они показывают друг другу: «А я вот так могу!» При этом сохраняется общая цель программы, а вариации движений привносят новизну и яркие положительные эмоции.

Еще раз подчеркнем важность речевого подражания. Новорожденный, имитируя звуки, издаваемые взрослыми, использует все доступные средства, начиная, естественно, с самых простых. Мы наблюдаем, как младенец начинает с подражания фонемам, простейшим звукам «А», «У». Ребенку это интересно, он радуется. А взрослые, в свою очередь, проводят над колыбелькой массу времени, издавая занятные звуки. Когда на ваше «Бу-бу-бу» новорожденный тоже произнесет «Бу-бу-бу» – это будет счастье и для взрослого (для его нервной системы), и для ребенка (для другой нервной системы), потому что «заработало».

Но с таким же успехом маленький ребенок подражает и вашим движениям. Вы подняли руку – он поднял, вы покачали головой – и он покачал. Эта забавная игра тоже веселит мозг. Начинается подражание с простых, обычных движений, а дальше становится все сложнее и сложнее. Эта игра – «Сделай как я» – очень важна для формирования двигательных навыков и для переноса опыта.

Потому что сверхзадача подражания состоит в том, чтобы научиться не за счет собственных проб и ошибок, а перенять информацию у более зрелого, более знающего мозга.

Эту в высшей степени полезную возможность предоставляет развитая система зеркальных нейронов.

Классический пример срабатывания зеркальных нейронов – заражение зеванием. Когда кто-то зевает, находящемуся рядом человеку также хочется зевнуть. Вы наверняка это не раз наблюдали, да и сами включались в процесс.

Вот еще описания некоторых экспериментов. Обезьяна сама берет кубик и наблюдает за человеком, который делает то же самое. Во время движений, которые нацелены на кубик, нервные клетки в зоне F5 премоторной коры активируются. А при таком же движении, но «холостом» (без кубика), зеркальные нейроны не включаются. Важно, что, если кубик лежит на столе, но его закрыли ширмой, причем обезьяна его не видит, но знает, что он есть, зеркальные нейроны вновь активируются (см. рис. 7.1, справа).

Еще один эксперимент, имеющий отношение к глобальной цели. Обнаружены такие зеркальные нейроны, которые включаются, когда обезьяна берет изюм, чтобы его съесть. Если же она берет его, чтобы переложить в другую миску, данные нейроны не срабатывают. И эти же зеркальные нейроны активируются, когда обезьяна видит, что человек взял изюм, чтобы съесть, и «молчат», когда экспериментатор просто перекладывает изюм из одной миски в другую.

Зеркальные нейроны обнаруживаются на уровне моторной коры, премоторной коры, ассоциативной лобной коры. Они настолько распространены, что сейчас некоторые говорят: «А почему мы вообще эти зеркальные нейроны выделяем? Похоже, что их наличие – всеобщее свойство нейросетей». Тем не менее сам термин, конечно, имеет право на существование: красивая идея, красивое словосочетание – «зеркальные нейроны». Это позволяет выделить программы подражания как особый (и очень важный) аспект работы нашего мозга.

Опишем еще одну ситуацию. Если я как лектор подниму руку и попрошу наблюдающий за мной зал сделать то же самое как можно быстрее, то большинство слушателей поднимает зеркальную руку. Почему? Тут дело в конкретных особенностях строения нашего мозга. Если я поднял левую руку, «картинка» об этом попадает в правое поле зрения слушателей и, значит, на левые половины их сетчаток. За счет перекреста зрительных нервов информация окажется в левом полушарии. А левое полушарие управляет правой рукой и, соответственно, слушатель поднимает правую руку. Все это происходит, когда реагировать необходимо максимально оперативно и не хватает времени подумать, а что же, собственно, означает «Сделать то же самое…».

Теперь задачка посложнее. Экспериментатор совершает некоторое целенаправленное действие, например левой рукой дотрагивается до правого уха, а испытуемые должны быстро повторить. Если для наблюдателя важна именно цель – дотронуться до уха, то он вполне способен сделать это кратчайшим путем: той же рукой. В данном случае мы видим, что у части испытуемых подражание идет не на уровне параметров движения, а на уровне цели.

Еще один пример. Экспериментатор из положения сидя нажимает на большую белую кнопку, расположенную на столе, лбом. Как испытуемые повторяют его движение? Если руки экспериментатора видны, то они тоже нажимают кнопку лбом, повторяя движение. А если руки «эталона» спрятаны под накидкой или под столом, то многие нажимают на кнопку рукой. То есть вновь достигают той же цели другим способом. Понятно, что в каждой из этих ситуаций работают разные типы зеркальных нейронов. Выбор их зависит от изначального настроя («предустановки») мозга испытуемого. Дети, кстати, чаще взрослых выбирают здесь вариант «цели»; взрослые же более скрупулезно следуют инструкциям экспериментатора повторять движение.

Балерин классического балета и мастеров бразильской борьбы капоэйры помещали в томограф и предлагали посмотреть, как другие специалисты танцуют балет и демонстрируют боевые приемы. В итоге ученые смогли определить по записи фМРТ, какие отделы мозга наблюдателей в это время активируются. У всех возбуждалась двигательная кора и, судя по всему, системы зеркальных нейронов. При этом у балерин была гораздо сильнее реакция на просмотр балета, а у спортсменов – на капоэйру. Испытуемые сами не двигались, но их нейросети активно сопровождали движения, причем прежде всего те, которые для них были «профессионально близки». На этом примере видно, что работа зеркальных нейронов в случае сложных двигательных навыков – результат обучения, длительной настройки и тренировки.

Сходные результаты получены и в случае других профессионалов, например музыкантов, которые смотрят, как их коллеги исполняют произведения. Для скрипача значима игра на скрипке, но он слабо реагирует на валторну, и наоборот. У спортсменов то же самое. Например, мозг фехтовальщика мощно реагирует на фехтование, а штангиста – на соревнование по тяжелой атлетике.

Мозг гораздо мощнее «отражает» значимые для него действия, именно то, что он уже хорошо умеет делать.

В целом люди подражают, «отзеркаливают» много и охотно. Очень характерным и забавным примером являются конкурсы двойников. Многие люди хотят походить на своего кумира. Подражают «лунной походке», или прическе, или характерной одежде. Главное, это дает им положительные эмоции. Если для конкретно вашего мозга подражание значимо, то оно может доставлять вам колоссальное удовольствие. Например, кому-то нравится одеться во французского гренадера времен Наполеона, участвовать в имитации Бородинской битвы, и ему очень хорошо! После этой битвы он приезжает домой счастливый, окрыленный, отдохнувший.

Но, конечно, это очень индивидуально, и у кого-то подобный способ подражания и проведения времени вызывает лишь недоумение…

Эмоциональное подражание, сопереживание

Важным аспектом работы зеркальных нейронов является обеспечение эмоционального подражания.

Этот вид подражания сложнее изучать, но идея, в общем, понятна – это перенос на себя тех радостей и тех горестей, которые испытывает другое существо. В более очевидной форме происходит сопереживание боли и сочувствие негативным эмоциям.

Ранее мы уже затрагивали эту ситуацию, но с точки зрения оборонительного поведения. Сейчас же давайте сконцентрируемся на сопереживании. Мы так устроены, что эмоции, которые испытывает другой человек, фатально «проникают» в наш мозг. Поэтому эмпатичному индивиду трудно пройти мимо кого-то, объятого горем. А если он так все же сделает – получит серьезную порцию отрицательных эмоций. Потому что будет должен заблокировать в себе программы сопереживания.

У людей и у обезьян к сопереживанию подталкивают прежде всего зрительные и звуковые сигналы. Для многих животных большое значение имеют феромоны – запахи, которые испускает особь при попадании в какие-то неприятные ситуации.

На примере сопереживания видно, насколько эволюция тонко работает с мозгом. Эмоциональное подражание у животных, которое ведет к взаимопомощи, а иногда даже к каким-то вариантам жертвенности, – это, конечно, впечатляет. На данную тему написана замечательная книга Франса де Вааля[[32] ] «Истоки морали»[33]. Франс де Вааль много работал и работает с шимпанзе, нашими ближайшими родственниками. Основная идея книги состоит в следующем: нам часто внушают, что человек от природы – дикое и неприятное существо, а цивилизация его облагораживает. Цивилизация, воспитание, религия и т. д. На самом деле, пишет де Вааль, посмотрите на шимпанзе, и вы поймете, что во многом все наоборот. Убедитесь, какие это эмпатичные, заботливые, сопереживающие друг другу существа. Ужаснитесь тому, что с ними и с нами делает цивилизация, заставляя нас быть эгоистичными, черствыми, замкнутыми на собственных интересах. В книге масса конкретных примеров, и ее можно рекомендовать всем, кого интересует тема отношений людей в социуме.

Приведу пример альтруистического поведения шимпанзе. Сотрудники института Эволюционной антропологии имени Макса Планка (Лейпциг, Германия) в серии экспериментов показали, что молодые шимпанзе охотно помогают человеку, попавшему в трудную ситуацию, причем делают это совершенно бескорыстно. В опытах участвовали три обезьяны. Они наблюдали, как взрослый человек тщетно пытается справиться с какой-то задачей, и могли ему помочь, если у них возникало такое желание. Но специально их к этому никто не подталкивал. Никакой награды за помощь они не получали.

В природе шимпанзе активно конкурируют друг с другом за пищу и делиться не любят. Однако, как выяснилось, они готовы прийти на помощь постороннему, если задача не связана с едой. В этом эксперименте человек как бы случайно ронял карандаш, пытался его поднять и не мог: не дотягивался. Молодые шимпанзе помогали человеку справиться с задачей, но перед тем, как отдать экспериментатору оброненный им предмет, шимпанзе исследовали его и отдавали, только убедившись в его полной несъедобности.

Эмоциональное сопереживание, бескорыстная помощь, «благотворительность» наблюдаются не только у обезьян, но у дельфинов, слонов. Такое поведение запускают определенные звуки, мимика, позы. Несколько лет назад на видео была записана ситуация, когда в одном из океанариумов белуха спасла потерявшую сознание ныряльщицу. Она аккуратно взяла ее за ногу и вытолкнула из глубины на поверхность.

Многие люди регулярно и с удовольствием занимаются благотворительностью, волонтерством, считают это важнейшей частью своей жизни. Абсолютно бесплатно помогают, делятся чем-то, за кого-то платят. Получается, что мы все-таки добрые существа в душе. Правда, надо сказать, в нашем российском социуме это, к сожалению, не очень развито. Существуют данные международных опросов, которые периодически проводит ЮНЕСКО. По степени сопереживания Россия занимает в них пока что очень низкие места (скажем, в 2010 году – 138-е из 153 протестированных стран). И все же, мне кажется, сейчас в России увеличивается число людей, которые по-настоящему занимаются благотворительностью, работой с детьми-инвалидами, массой других важных и благородных дел, начиная с отстаивания и высаживания зеленых насаждений, заботы о бездомных котятах и щенках и кончая порцией крови или костного мозга, которую доноры отдают другому человеку. Проявляйте почаще свою доброту, разрешите сработать программам, связанным с сопереживанием, помощью другим людям, эмпатией, донорством, благотворительностью. Ощутите связанную с ними радость.

Источником важнейших сигналов, на которых у нас, Homo sapiens, базируется сопереживание, является мимика. Хорошо документировано, что наш мозг очень быстро, в течение десятых долей секунды, считывает мимику и детектирует эмоции другого человека, после чего меняет свое эмоциональное состояние.

Для детекции эмоций на лице знакомого и даже незнакомого человека нужны доли секунды. И мы можем с высокой вероятностью предполагать, что в основе этого лежит работа зеркальных нейронов.

Существует понятие «совместного заинтересованного взгляда», сближающего людей. К счастью, при взгляде на беззаботного и радостного человека (вот он, секрет клоунского макияжа) многим из нас хочется и свою унылую физиономию украсить улыбкой, и, если это сделать, реально станет лучше. Это потрясающий механизм, который напрямую воздействует на центры положительного подкрепления, в том числе на nucleus accumbens. При этом происходит выделение дофамина со всеми вытекающими последствиями.

По сходным механизмам мы способны сопереживать отрицательным эмоциям. Так, во время записи состояния мозга при помощи фМРТ испытуемому показывали разные неприятные картинки и видео. Например, как кто-то прищемил себе пальцы, ощутил отвратительный запах и т. п. Было показано, что в таких случаях мощно активируются зоны мозга, связанные с отрицательными эмоциями. Это в первую очередь миндалина и островковая кора, которые также включаются при стрессе.

Кстати, об островковой коре, которая находится у нас на дне боковой борозды больших полушарий. Она не только связана со вкусом, но и, получается, с отрицательными эмоциями. По данным одной научной статьи[34], островковая кора активируется в момент, когда человек расплачивается наличными за серьезную, крупную покупку. До этого в лобной коре, в поясной извилине, происходит принятие решения о выборе товара. Но в тот момент, когда вы отдаете свои деньги, включается островковая область: «Что ты делаешь, ведь это же навсегда!» Вот она, та «жаба», которая особенно душит скупых людей.

Что еще важно? Сопереживание может возникнуть у нас по отношению не только к человеку, но и к чему угодно: к животному, растению, даже неживому объекту. Чем ближе существо, которое страдает или, наоборот, радуется, чем прочнее оно включено в ваш «микросоциум», тем эмоции будут ярче. Иными словами, привязанность является мощным средством усиления эмпатии: это моя семья, мои друзья, мой круг интересов. Или хотя бы моя собственность… Биологически все совершенно оправданно, так как главная цель зеркальных нейронов – более успешное и согласованное функционирование стаи, племени, семьи, супружеской пары.

Сопереживание в этом случае усиливается за счет тех медиаторов, о которых говорилось в главе про привязанность: прежде всего окситоцин и вазопрессин, а также дофамин и эндорфины.

Нейроны общей картины мира, «отзеркаливание» мировосприятия

К высшему уровню подражания, «отзеркаливания», можно отнести уже не сферу эмоций, а такой сложнейший феномен, как целостное мировосприятие. То есть уровень, связанный с речевыми системами нашего мозга. Эта область наименее изучена, ее сложнее всего исследовать. В этом случае нет возможности провести эксперименты на животных. Напомним, что речью у нас занимается прежде всего ассоциативная теменная кора и нижняя часть височной доли (центры речи и мышления). Можно предположить, что в них располагаются «зеркальные» нейросети, работающие с «общей картиной мира».

В главе 3, посвященной любопытству, довольно подробно рассказано, как у нас в ассоциативной теменной коре формируются речевые центры. Входящие в их состав нейроны обучаются реагировать и на зрительную картинку, и на слуховой образ. Например, на звучание слова «зеркало» и изображение этого самого зеркала. Это не просто одиночные «обученные» клетки – в ассоциативной речевой коре возникают тысячи подобных нейросетей, связанных друг с другом. В итоге формируется речевая («информационная») модель внешнего мира, которая нужна прежде всего для прогноза результатов будущей деятельности. По сути, это вербальный слепок с окружающей нас действительности, и мы, используя его, принимаем решения, строим планы, мечтаем о несбыточном… Мы вводим туда исходные данные и получаем итог вычислений, который позволяет нам предсказать успех того или иного поведения.

Подражание является очень важным способом корректировки этой модели. То есть вы можете осуществлять реальное поведение и учиться на собственных ошибках, а можете, послушав некие убедительные доводы, изменить свое мнение и поведение. Мы можем внять внешнему «голосу разума»: родителю, педагогу, другу, просто случайному попутчику, который рассказал нам аналогичный случай. И что-то по-другому посчитать, по-другому сконфигурировать свое поведение.

Запомним, что важнейшие «зеркальные» нейросети находятся в ассоциативной теменной коре и позволяют нам учиться на чужих ошибках и чужих достижениях.

Эта область еще практически не изучена. Но тем не менее она составляет очень важную часть нашей жизни, и не только нашей, а всех высокоразвитых животных.

Мы очень активно подражаем не только поведению и эмоциям, но и мнению тех, кто нас окружает. Кстати, тут за нашим мозгом важно внимательно следить: «А вот здесь я подражаю Иван Иванычу! А надо бы самому подумать… Мало ли, что все идут на северо-запад, может быть, мне надо на северо-восток?» К этому вопросу мы еще вернемся, когда будем обсуждать программы свободы.

Кому мы подражаем, кто для нас является авторитетом?

● Во-первых, это наши родители. «Делай, как родитель» – очень-очень важное поведение. «Если мой отец, большой и умный, так делает, то и я, маленький детеныш, так сделаю, и это будет хорошо».

● Во-вторых, мы подражаем соседям, людям, которые рядом: товарищам, коллегам, членам нашего социума. Часто на этом основывается коммуникация.

● В-третьих, образцом для подражания часто становится авторитетная фигура – вожак стаи, начальник, лидер, руководитель. То есть: «Раз самый главный, достигший больших успехов, так делает, то и я, маленький винтик в огромной машине, тоже так сделаю. Наверное, это будет хорошо».

Еще раз подчеркнем, что подражание существует, поскольку делает функционирование, например, обезьяньей стаи или человеческого общества более эффективным. А также (и в связи с этим) приносит положительные эмоции.

Подражание, пусть даже в уме, спортсменам на соревнованиях, танцовщикам в балете, цирковым артистам тоже приносит положительные эмоции. Поэтому люди с удовольствием идут на «Лебединое озеро», смотрят соревнования по художественной гимнастике, синхронному плаванию… Исследователи, занимающиеся фМРТ, отмечают, что в то время, когда мы смотрим на отточенные годами тренировок движения прыгуна в высоту, фехтовальщика или танцовщика, по крайней мере часть положительных эмоций обусловливается работой зеркальных нейронов. Мозг зрителя, по сути, «про себя» имитирует эти движения, и успех артиста или атлета отчасти оказывается нашим успехом.

Более того, если поставить датчики на мышцы, то можно зарегистрировать, как вы повторяете какое-нибудь фуэте или антраша, виртуозные движения гимнаста или жонглера. И пусть вы никогда балетом или цирковым искусством не занимались, но эти движения так восхитили ваш мозг, что ваши зеркальные нейроны сказали: «Давай хотя бы попытаемся вообразить, что мы сейчас танцуем или крутим сальто!»

Благодаря зеркальным нейронам нам так нравятся актеры, которые чему-то подражают. Когда человек похоже изображает собаку, кошку, белого медведя, это очень интересно и забавно для нашего мозга. Поэтому таким успехом пользуются мимы и пародисты. Вся эта сфера ориентирована на то, чтобы стимулировать наши зеркальные нейроны, и эмоциональный позитив практически гарантирован.

Использование подражания и сопереживания в рекламе, политике, театре

Естественно, сопереживание и подражание используются в рекламе. Ее создатели стремятся, чтобы мы, подобно героям ролика, совершили какую-то покупку, сделали некий «правильный» выбор.

Подражание – это один из самых мощных рекламных приемов.

Впрочем, специалисты по рекламе умело влияют не только на зеркальные нейроны, но и на другие функциональные блоки нашего мозга.

Нейрофизиолог Марко Якобони[35] в одном из своих интервью рассказывает, как с помощью фМРТ проанализировали эффекты реклам разного типа, но одной направленности. Речь шла о продаже автомобилей. Первый тип рекламы описывал новую марку как замечательное и очень экономичное достижение техники, у которого тормозной путь очень маленький, мощность двигателя такая-то (называется цифра). Да еще и ноль процентов кредит. Такой вид рекламы дает информацию прежде всего для «логичной» лобной коры. Она в паре с поясной извилиной активируется: да, действительно выгодно, беру!

Второй тип рекламы показывал, как в вашу новую машину (если вы существо мужского пола) садится очаровательная девушка, а потом еще одна, еще… И все они обнимают вас и, очевидно, очень любят. В этом случае, конечно, активируются другие центры, связанные прежде всего с прилежащим ядром прозрачной перегородки, передним гипоталамусом, половым поведением.

Третий тип рекламы эксплуатировал эмпатию и сопереживание. Вам показывали машину, в которой просто едет счастливый и свободный человек. Вот он едет куда хочет, улыбается и прекрасно себя чувствует: «Хочу – направо рулю, хочу – налево, я ни от кого не завишу, эта машина дает все, что мне нужно». Тут-то и активируются зеркальные нейроны – двигательные, эмоционального сопереживания (в височной доле, в поясной извилине) и «общей картины мира».

Маркетологи и специалисты по рекламе пытаются дергать нас за разные «веревочки», эксплуатируют разные биологические потребности, создавая даже для одного продукта несколько вариантов роликов и постеров. Акцент может быть сделан на подражание, семейные ценности, победу и преодоление препятствий, новизну и любопытство. Это называется «клиентоориентированная реклама», или реклама, направленная на разные сегменты рынка.

И если не контролировать свои реакции подражания, то стать жертвой рекламы или каких-нибудь идеологических пропагандистских манипуляций очень легко.

Например, в СССР была распространена каноническая картина, на которой Ленин несет бревно[[36] ]. Воспитательное значение образа вождя, который участвует в общем деле, можно только приветствовать. В конце концов, Кремль после субботника стал чище. Идейный посыл картины – делай, как вождь, трудись с энтузиазмом и бесплатно. Это очень важно для процветания государства. Значение подражания рядовых граждан вожакам и лидерам колоссально. Только всегда остается вопрос: куда вожак может завести?

Еще один аспект – сознательное подражание, актерская игра. Участие в представлениях любительского театра (школьного, народного, самодеятельного) запоминается надолго и очень впечатляет. Актерские подражания одухотворяют жизнь, приносят огромные позитивные эмоции (даже если ваша роль была совсем маленькой и без слов). «Отзеркаливание» приключений, открытий, подвигов может воодушевить и зарядить энергией, так как человек чувствует причастность к знаменитым людям, великим сюжетам. Так что театр, даже любительский, в этом смысле потрясающий источник положительных эмоциональных переживаний и для актеров, и для зрителей.

Подражание как важнейший шаг к культуре

Подражание – чрезвычайно значимый компонент жизни всех высокоразвитых животных. Подражание позволяет учиться на чужом опыте, что колоссально сокращает время приобретения этого самого опыта.

Можно со всей определенностью утверждать, что именно работа зеркальных нейронов лежит в основе нашей культуры. Эти нервные клетки «подталкивают» нас делать что-то так же, как делают наши родители, друзья, учителя.

В группах обезьян или в стаях высокоразвитых птиц, например вóронов, которые умеют пользоваться орудиями труда, мы отчетливо видим эти элементы культуры. Например, с западной стороны горы живут шимпанзе, которые разбивают орехи только тяжелыми палками; их детеныши смотрят, что делают взрослые, и учатся разбивать орехи именно кусками дерева. Поскольку когда-то, может быть сто поколений назад, какой-то их гениальный предок догадался, что подобное возможно. А с восточной стороны горы живет другая стая шимпанзе, члены которой разбивают орехи только камнями. Потому что кто-то из их предков придумал делать именно так, и теперь молодежь перенимает отцовский опыт. Это уже культурные различия в чистом виде! Наверное, этому помогло еще и то, что на восточном склоне горы полно камней, а на западном – легко найти подходящую палку…

Наблюдая за стаями обычных, даже не человекообразных обезьян, исследователи иногда видят, как вдруг одна обезьяна изобретает какой-то новый прием, некое поведение, способствующее успеху в добывании пищи, борьбе за иерархию и т. п. Например, известна история с японскими макаками – их подкармливали пшеничными зернами, причем зерна сыпали на песок. И в какой-то момент одна макака, играя, схватила песок вместе с зернами и бросила так, что смесь упала в воду. Песок утонул, а зерна всплыли. А из воды чистые зерна достать очень легко! Удачливая макака запомнила: так можно отделять «зерна от плевел», стала часто использовать этот прием. Ее действия сначала повторил детеныш-подросток; через два года приему обучились еще три обезьяны, через три года им пользовалось уже восемь особей, и постепенно все больше обезьян освобождали зерна от песка в воде.

Нейросети, обеспечивающие подражание, позволяют нам не только имитировать чье-то поведение, но и строить внутри своей речевой модели мира модель другого человека, другого существа. Для чего? Для того чтобы предсказать, как он (или она) будет себя вести. Примерно так: «Я знаю, какие реакции ты будешь реализовать, и я построю свое будущее поведение с учетом этих знаний». Эта «модель психического» (в англоязычной литературе – theory of mind), модель мышления другого субъекта – одно из высших проявлений деятельности человеческого мозга. Подобные способности, судя по всему, присущи также обезьянам, по крайней мере человекообразным обезьянам.

Например, самец шимпанзе низшего ранга подвергался нападкам со стороны самца среднего ранга. Наблюдатели зафиксировали, как он, удирая, старался пробежать мимо вожака стаи. Пробежать так, чтобы вожак увидел и вмешался: «Кто тут без моего ведома дерется? Кто моего подчиненного мутузит? Ты, средний, иди-ка сюда, я тебя накажу!» То есть самец низшего ранга вполне целенаправленно подставил под наказание своего конкурента, «просчитав» и его поведение, и реакции вожака стаи.

В книге Франса де Вааля есть история про еще одного самца шимпанзе, который сначала был молодым и наивным. Он нашел в лесу много еды, которую положили ученые, и закричал: «Ух ты, сколько вкусного здесь лежит!» Туда пришла вся стая, и все, что было, съели. Когда молодой самец снова нашел вкусненькое, он на этот раз начал тихо и быстро жевать и глотать. Но тут его обнаружили остальные шимпанзе, надавали тумаков и опять все съели. И тогда наш герой придумал третью тактику. Он нашел запас пищи, отошел метров на 300, и оттуда закричал: «Еда!» И пока вся стая туда, в неправильное место, кинулась, он успел вернуться к кучке с вкуснятиной и как следует подкрепиться.

Тем, кто заинтересовался работой зеркальных нейронов, крайне рекомендуется прочитать книгу «Мозг рассказывает»[37] американского нейрофизиолога и публициста индийского происхождения Вилейанура Рамачандрана[[38] ]. Это совершенно потрясающий автор. В. Рамачандран много пишет о морали, ее происхождении, о зеркальных нейронах, причем пишет об этом, по крайней мере отчасти, с точки зрения индуиста, приверженца концепции перерождений.

В. Рамачандран – клиницист с огромным опытом, и ему принадлежит уникальная технология работы с больными после инсульта с помощью «отзеркаливания». Например, у человека из-за одностороннего инсульта, произошедшего в двигательной коре, отнялась рука. Оказывается, можно его здоровую руку положить в ящик с зеркальной стенкой и попросить сверху смотреть на это зеркало. Когда больной будет шевелить здоровой рукой, его мозгу будет казаться, что работают обе руки, и этот зрительный сигнал ускоряет восстановление подвижности поврежденной конечности (и соответствующей зоны моторной коры).

Получается, что активность зеркальных нейронов работает как важный фактор, восстанавливающий функции премоторной и моторной коры. Причем данную методику можно использовать и при других типах инсульта. В Москве в Центре психического здоровья уже работают с этим.

Аутизм и шизофрения: причина в зеркальных нейронах?

Как и все системы мозга, зеркальные нейроны могут работать слишком слабо или слишком активно. В первом случае мы, судя по всему, сталкиваемся с проявлениями аутизма, о котором довольно много сказано в главе 5. То есть аутизм нередко связывают со сбоем в системе зеркальных нейронов, когда подражание и сопереживание, в том числе родителям, не срабатывает. Нередко при аутизме обнаруживаются аномалии на уровне анатомического и клеточного строения головного мозга; заболевание характеризуется общими нарушениями коммуникации и социальных взаимодействий. У аутичных людей часто наблюдается ограниченность интересов и стереотипное поведение.

Шизофрению тоже иногда считают следствием дефекта системы зеркальных нейронов. А именно той ситуации, когда эти нейроны избыточно активны и что-то непонятное на поведенческом и ментальном уровнях запускают. Шизофрения является достаточно распространенным психическим расстройством, связанным с распадом процессов мышления и эмоциональных реакций, с галлюцинациями. Встречаемость – примерно 1:100. Кстати, есть данные, что второй класс зеркальных нейронов («нейроны эмпатии») при шизофрении работает плохо, и это сближает некоторые варианты шизофрении и аутизма.

Значимость зеркальных нейронов

Подытожим, в каких сферах важна правильная работа зеркальных нейронов.

1. Взаимоотношения матери (родителя) и ребенка. Младенец всегда ищет эмоциональный контакт со взрослым человеком, он постоянно настроен на то, чтобы воспринимать от взрослого разнообразные подсказки. Он как бы просит: «Покажи мне, как себя вести». Игры с ребенком во многом являются такой подсказкой.

2. Взаимодействия «педагог-ученик». Личный пример учителя очень важен для обучающихся. Всякий, кто занимается преподаванием, ведет уроки, читает лекции, надеюсь, понимает свою ответственность. Университетским преподавателям, например, хотелось бы показать, донести до студентов, насколько интересен мир, насколько он разнообразен и как увлекательно заниматься наукой. Пусть даже в весьма нелегких и не очень материально благоприятных условиях.

3. Врач-пациент. В этом случае эмпатия медика порой жизненно необходима. Если врач запрограммирует пациента на успех, если он будет оптимистичен, бодр, этим он внесет большой вклад в дальнейшее успешное лечение.

4. Психотерапевт-клиент. В психотерапии существуют специальные методики «отзеркаливания» и «резонанса». Это очень важные, действенные методы, их часто применяют профессионалы.

5. Отношения в паре, в семье. Если вы действительно любите другого человека и настроены на него, вы постоянно ловите его мимику, движения, голос, интонацию, постоянно «зеркалите». Если что-то не совпадает, идет не так, можно моментально скатиться в отрицательные эмоции. Вот почему так важен первый момент встречи. Например, когда человек приходит с работы, имеет огромное значение, как его встречают близкие люди. Если вы видите радость в глазах супруга, ребенка, у вас будет хороший вечер. А если в первый момент что-то не состыковалось, вечер легко может быть испорчен.

Поэтому, когда вы встречаетесь с кем-то, кто вам нравится, значим для вас, пожалуйста, отгоните угрюмые мысли, улыбнитесь. Не надо начинать общаться с близкими, когда вы мрачны и недовольны жизнью.

Будьте внимательнее и добрее к людям, и это отзовется позитивом, всем станет веселее и радостнее.

6. Отношения в команде. Командные взаимодействия в спорте, в бизнесе, в науке тоже во многом опираются на работу зеркальных нейронов. Ощущение: «Мы вместе!» – очень важно для членов эффективного коллектива.

Таким образом, зеркальные нейроны надстраиваются над самыми разными видами деятельности, помогают совместно уходить от опасностей, удовлетворять разнообразные потребности, узнавать новое, добиваться успехов. Зеркальные нейроны ускоряют наше обучение, адаптацию к миру и обществу. На их деятельности базируется феномен человеческой культуры. Именно зеркальные нейроны, их развитие позволили и позволяют нам учиться на чужом опыте. То есть с их появлением возник путь негенетической передачи информации, который в очень высокой степени ускорил эволюцию сначала всех высокоразвитых позвоночных, а потом и человека. Такая передача опыта оказалась колоссально эффективной и полезной.

Глава 8. Мозг и агрессия

Причины агрессии

В этой главе речь пойдет о разнообразных конфликтах, которые случаются в жизни животных, и даже шире – в жизни живых существ. Поскольку человек тоже относится к категории живых существ, то будут возникать параллели с нашей жизнью, а иногда и прямые примеры из бытия Homo sapiens.

Агрессия – это способ защититься от неприятностей путем атаки, активного противодействия.

Слово «агрессия» переводится с латинского как «нападение». Это довольно опасный способ справиться с неприятностями, более затратный по энергии и с более вероятным травматизмом, чем реакция страха, избегания конфликта. Но иногда убежать не получается или мозг считает, что бегством проблему не разрешить, а вот нападением – можно. В этом случае выбираются, запускаются и реализуются программы агрессии.

Агрессия – достаточно универсальный способ реакции на потенциально или реально опасные ситуации; она сопровождает нашу жизнь и жизнь животных в самых разных ее проявлениях. В этом сходство агрессии с любопытством, исследованием, которое тоже может начинать и сопровождать самые разные поведенческие программы. Скажем, захотелось есть, вы начинаете поиск источника пищи, и это происходит за счет включения программ исследования, изучения, анализа окружающей обстановки. Когда нас интересует взаимодействие с потенциальным половым партнером, на первых этапах тоже работают программы исследования.

С агрессией примерно такая же ситуация. Если у животного кто-то отбирает еду либо уводит самку, такие проблемы убеганием не решить. А вот способы агрессивного взаимодействия оказываются очень даже уместными. В поведении как позвоночных, так и беспозвоночных (иногда совсем примитивных) мы видим множество таких примеров.

Итак, за что же можно драться? Можно – за территорию, можно – за еду. Конкуренция самцов за самку сопровождается агрессией, иногда и взаимодействие полов без нее не обходится. У моллюсков, членистоногих и даже червей те же приоритеты: для них также важны территория и еда. Например, два осьминога могут драться за участок рифа. Классический объект для изучения агрессии насекомых – сверчки, существа с довольно сложным поведением. У них распространена подача звуковых сигналов по самым разным поводам, в том числе имеются сигналы, связанные с обороной территории, с ухаживанием, а еще – с дракой. То есть два самца, когда встречаются, прежде чем вступить в бой, специфично вокализируют, звучат. Иногда этого оказывается достаточно, чтобы тот, у кого размер поменьше, нервы слабее, а голос не такой громкий – убежал. И лишь если размеры и громкость сверчков примерно равны, то тогда вариантов не остается: между ними начинается драка, прямое агрессивное взаимодействие.

Многие насекомые в случае опасности притворяются мертвыми, уползают или улетают в сторону, прячутся. Но и среди насекомых есть совершенно бесстрашные существа, например богомолы. У богомолов реакция страха стоит явно не на первом месте. Они при угрозе опасности прежде всего принимают агрессивную позу и показывают свою готовность к бою. У хищников агрессия всегда «на поверхности», она связана с их способом питания, добычи пищи. Но и вполне безобидные на вид существа, могут очень серьезно драться, если их загонять в угол. Кролики, например, или попугаи…

Мозговые представительства, связанные с агрессивными реакциями

Программы агрессивных реакций, агрессивного поведения – в своей основе врожденные, ими занимаются задний гипоталамус и миндалина. Эти же области связаны с реакцией страха, поэтому список сигналов, врожденно вызывающих агрессию, практически повторяет набор стимулов, вызывающих страх и отрицательные эмоции. Это боль, внезапный громкий звук или свет, отвратительный запах или плохой вкус, «глаза в темноте», пауки, змеи, хищники, мимика агрессии, феромоны агрессии.

Например, если вы очень хотите есть и вам дали порцию супа, а там соли полтарелки, вы можете заплакать от огорчения, а можете запустить этой самой тарелкой в горе-повара. Обе программы наготове, и какая из них заработает первой, во многом зависит от темперамента.

Те же самые программы включаются в случае появления хищника, змеи или неприятного членистоногого. Вы можете в панике убегать от паука, а можете прихлопнуть его тапком: центры страха и агрессии активно конкурируют. Плюс существуют весьма специфические сигналы, позы, запахи, звуки, которые издаются особью перед тем, как напасть. Например, выгибающий спину и шипящий кот или собака, которая рычит и скалит зубы, – это существа, которых явно стоит опасаться. С другой стороны, поставьте себя на место кота – он явно кого-то пугает, демонстрируя агрессивную реакцию. Кот показывает всем своим видом, что настроен серьезно, с места не уйдет, будет отстаивать свой кусочек еды или территории. Продемонстрировать агрессию порой оказывается достаточно для того, чтобы решить проблему. Иногда для достижения успеха достаточно даже самого начала такого поведения. Вместо того чтобы испугаться и показать, что он маленькое, безобидное существо, кот начинает выгибать спину, вздыбливать шерсть («Я большой!), скалить зубы («Я опасный!»), громко шипеть («Громкий – значит, сильный!»).

Демонстрация орудий нападения – это универсальный способ подчеркнуть агрессию. В человеческом случае это кулаки, зубы.

Мимические выражения агрессии нам понятны врожденно. Мозг человека подобного рода гримасы узнает сразу же, без особого обучения.

Очень частым способом проявления агрессивной реакции является визуальное увеличение размера. Этим организм как бы говорит: «Вот какой я вырос! Тебе не стоит со мной связываться!» Упомянутый выше котик; аквариумная рыбка-петушок, растопырившая плавники; ящерица-круглоголовка, задействующая специальные кожные складки для зрительного увеличения размера пасти, – все они явно следуют такой логике.

По классификации П. В. Симонова агрессия попадает в витальные программы, связанные с безопасностью (ответ на боль, повреждение тела), вместе с реакциями убегания и страха. Известная фраза Fight or flight, то есть «Дерись или убегай», как раз подчеркивает выбор, который стоит перед мозгом в потенциально или реально опасных ситуациях. Даже если взять уровень спинного мозга, уже здесь мы видим рефлексы, аналогичные убеганию, и реакции, больше похожие на агрессию. Например, если вы обожглись о сковородку, то, конечно, отдернете руку («убежите»). Но если вас укусил комар, то, скорее всего, вы его прихлопнете. Такой ответ на небольшое неприятное воздействие – стряхнуть, придавить существо, которое на вас напало, – тоже является агрессивной программой.

Итак, нужно четко выделять пассивно-оборонительное поведение (реакции страха, тревожности, затаивания) и активно-оборонительные программы, эмоциональным фоном которых являются агрессия, ярость.

В состоянии, когда вы уже сконцентрировались на процессе нападения, все остальное становится неважным, снижается болевая чувствительность, рождается боевой азарт.

Уже сам этот боевой настрой, явно ощущаемый оппонентом, часто помогает решить проблему. Выше упоминалось, что для двух базовых темпераментов – для меланхоликов и холериков – характерен смещенный баланс в сторону пассивно-оборонительного (у первых) и активно-оборонительного (у вторых) поведения. В случае холериков центры агрессии в фоне уже отчасти возбуждены, и атака чаще всего является первой реакцией, которую их мозг запускает.

Еще раз подчеркнем, что ключевыми центрами, связанными с оборонительным поведением, являются гипоталамус и миндалина. Агрессивные реакции – это прежде всего реакции, которые «ведет» миндалина. Анатомически она представляет собой небольшую округлую парную структуру, расположенную в глубине височных долей больших полушарий. Именно в миндалину попадают различные сенсорные стимулы, потенциально способные вызвать агрессию (как врожденно узнаваемые мозгом – прямо через таламус, так и ставшие значимыми в результате обучения). Дальше миндалина для запуска вегетативных и эндокринных реакций, которые будут сопровождать «прелюдию» к драке и сам бой, передает сигнал на гипоталамус (рис. 8.1). Кроме того, импульсы направляются в ассоциативную кору больших полушарий, чтобы нападающий, запустив моторную программу, на поведенческом уровне начинал двигать конечностями и челюстями, наносить укусы и удары. Ассоциативная лобная кора, в свою очередь, пытается контролировать избыточные проявления агрессии (поэтому стрелка 3 на рис. 8.1. направлена в обе стороны).

Если напрямую стимулировать некоторые зоны миндалины, можно вызвать агрессивные реакции без всяких видимых причин. Классические исследования физиологов середины XX века это подтверждают. Вот пример подобной работы.

Кот и крыса долго жили вместе в одной клетке и практически стали друзьями. Однако, когда ученые вживили электрод в миндалину кота, ее стимуляция вызывала нападение на крысу. В момент стимуляции миндалины агрессивная реакция появлялась внезапно, причем это было не пищевое поведение, а очевидная программа ярости. В результате кот наносил характерный смертельный укус в основание шеи крысы.

У хищников присутствует врожденная программа нанесения такого укуса. У крысы она тоже есть, только крыса так убивает мышь, и это проявление того, что в теории эволюции называют «межвидовой конкуренцией» (по той же причине крупная собака атакует кошку).

Рис. 8.1. На фазе запуска агрессивного поведения миндалина функционирует как центр, собирающий сенсорные сигналы, которые поступают непосредственно через таламус (врожденно значимые, 1) либо после обработки в коре больших полушарий (2). На следующем этапе миндалина активирует гипоталамус, а также способна запустить поведенческие реакции (через ассоциативную лобную кору, 3)

Если у человека миндалина повреждается, например возникает опухоль либо происходит инсульт, то возможны серьезные нарушения агрессивного поведения. В этом случае порой возникают агрессивно-маниакальные состояния, иногда с сексуальной окраской. Подобные повреждения миндалины требуют серьезного лечения, поскольку такой человек становится потенциально опасен для окружающих. Особенно если это сопряжено, например, с наличием «эпилептиформного» (сходного с эпилептическим) очага возбуждения, который периодически неконтролируемо активирует миндалину. Тогда все поведение «взрывается» в настолько агрессивной форме, что для приведения пациента в норму нужны сильнодействующие лекарственные препараты (как правило, нейролептики).

В последнее время в клинику входят технологии, которые позволяют вживлять электрод в миндалину, но не стимулировать ее, а, напротив, подавлять ее активность. Очевидно, что в течение первой половины XXI века такие нейроимпланты будут получать все более широкое распространение. Тогда человек, у которого есть соответствующие клинические показания (в том числе эпилептический очаг или очаг тяжелой депрессии, которые не удается сдерживать с помощью обычной фармакотерапии), будет получать некую коробочку с кнопкой. Когда пациент будет ощущать, что деятельность его мозга «выходит из-под контроля», он сможет эту кнопку нажимать, контролируя уровень активности соответствующего отдела мозга за счет электрических импульсов (а не за счет лекарственных препаратов). Подобные импульсы может, конечно, запускать и специализированная компьютерная программа, встроенная в нейроимплант, как это уже сейчас успешно делают кардиостимуляторы.

Запуск агрессивного поведения становится более вероятным при наличии определенного гормонального фона.

Есть сенсорные стимулы, которые по врожденным механизмам запускают реакцию нападения, а также сигналы, которые мы по ходу жизни научились идентифицировать как провоцирующие агрессивный ответ.

Например, паукообразные и многоножки для многих животных являются врожденно значимыми «пусковыми стимулами» проявлений агрессии. Когда, скажем, обезьяна что-то подобное видит, то через таламус зрительная информация идет прямо в миндалину, и включаются врожденные поведенческие программы «бей» или «беги». А если мозг врожденно не идентифицировал такое членистоногое как потенциально опасный объект, то можно легко научить его это делать. Тогда сигнал будет проходить через зрительную кору, центры памяти, но тоже в конце концов достигнет миндалины. В этом случае агрессию (и панику) контролировать легче.

Самым очевидным стимулом, ведущим к возникновению агрессии, является, конечно, боль. Появление болевого сигнала говорит о том, что происходит повреждение клеток, тканей, и с этим нужно срочно разбираться.

Лобная кора должна выбрать и запустить поведенческую программу, позволяющую решить проблему, избавиться от неприятностей, от боли или конкурента, отбить пищу, территорию, совершить другие важные действия. На следующем этапе лобная кора, дав «добро» определенному поведению, должна узнать, насколько успешно все сработало, например убежал противник или не убежал.

Если животное пугает конкурента, то ему нужен постоянный сенсорный анализ ситуации, которая может очень быстро меняться. Например, кот оскалил зубы, распушился и смотрит, как его оппонент отреагировал – тоже оскалился или, может, пугливо отодвинулся назад. И в зависимости от этого паттерн поведения нашего кота будет меняться, он будет наращивать давление, наступать или, наоборот, себя сдерживать. Тонкости подобного взаимодействия с окружающим миром отслеживают сенсорные системы, которые передают информацию к центрам памяти и поясной извилине (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Миндалина (1), влияя на ассоциативную лобную кору (АЛК, 2), способствует запуску поведенческих программ, результаты выполнения которых оцениваются сенсорными зонами (3). В поясной извилине (4) происходит сравнение реальных и ожидаемых результатов поведения, после чего сигналы поступают к гипоталамусу (5), другим центрам эмоций и подкрепления, а также к АЛК. Данный контур повторно многократно срабатывает при выполнении длительных многоэтапных программ. Кроме того, агрессивные компоненты поведения могут присоединяться к программам, если в ходе их выполнения возникают заметные отрицательные эмоции.

Меткой (6) показана область на границе поясной извилины и АЛК, которая наиболее активна при сложном многоальтернативном выборе путей реализации очередного этапа программы

Задача поясной извилины состоит в данном случае в том, чтобы сравнить ожидаемые и реальные результаты поведения. Например, кот оскалил зубы и ожидает, что противник испугается. И тот испугался! Поясная извилина радостно сообщает об этом ассоциативной лобной коре. Кот понимает, что все идет хорошо, его уже боятся и, возможно, еда вскоре будет его. Когда все идет нормально, сигнал уходит в гипоталамус и другие центры положительных эмоций (голубое пятно, n. accumbens), боевой азарт охватывает кота все сильнее. Но может быть и обратная ситуация: противник оказался крупным, агрессивным и вовсе не собирается отступать. Тогда поясная извилина кричит: «Ой, что-то пошло не так!» – и сигнал от нее опять уходит к гипоталамусу, островковой коре, которые генерируют отрицательные эмоции, а перед лобной корой ставится вопрос: «Шеф, будем дальше зубы скалить или какой-то другой вариант попробуем? Убежим, например?» В этом случае от лобной коры требуется максимально оперативный просчет развития ситуации и возможное изменение программы.

Чаще всего, когда проводят эксперименты с функциональной ядерно-магнитной томографией (фМРТ) и принятием решений, зоны поясной извилины и ассоциативной лобной коры (вентромедиальной, дорсолатеральной) активируются очень явно. Технология фМРТ основана на том, чтобы увидеть наиболее возбужденные, интенсивно потребляющие кислород области мозга. Участок на стыке поясной извилины и ассоциативной лобной коры в ситуациях выбора поведенческих программ крайне активен, поскольку все время идет обмен информацией между данными структурами (см. метку 6 на рис. 8.2). Можно реально наблюдать, как происходит сравнение реальных и ожидаемых результатов, принимается решение о том, продолжать программу или менять.

Результаты исследований говорят о том, что у агрессивных людей, которые склонны добиваться своего, очень ярка активность миндалины. А у более осторожных индивидов поясная извилина и лобная кора все время держат миндалину под контролем, как бы говоря: «Не надо этого делать, не стоит, мало ли что. Как бы чего не вышло…»

Итак, у агрессивных людей и агрессивных животных наблюдается явное возбуждение миндалины на фоне низкой активности поясной извилины.

В результате ассоциативной лобной коре («префронтальной коре», «орбитофронтальной коре») сложнее контролировать быстро развивающиеся, порой импульсивные реакции агрессии.

Конфликты, агрессия, стресс и гормоны

Давайте разберемся, что случается с организмом, когда живое существо ввязывается в какие-то агрессивные взаимодействия и у него явно нарастает стресс. О стрессе мы говорим, когда уже наступила или ожидается серьезная физическая и эмоциональная нагрузка, когда необходимо активировать многие системы и органы.

Стрессогенные сигналы улавливает задний гипоталамус. Эти сигналы ему может посылать миндалина, передавая: «Сейчас будем драться!» или «Сейчас будем убегать!» – причем в предчувствии сражения активация развивается более мощно.

Возбуждать гипоталамус могут и непосредственно сенсорные сигналы, например боль или отсутствие кислорода. Эти стимулы напрямую устремляются в гипоталамус, который далее может влиять на гормональную сферу и вегетативную нервную систему. Влияние на эндокринные железы идет во многом через гипофиз, и основной путь, связанный именно со стрессом и агрессией, – выход на кору надпочечников. Кора надпочечников выделяет гормоны, которые называются «кортикостероиды». Одна из задач, выполняемая кортикостероидами, – усилить обмен веществ. В частности, заставить печень отдавать запасы глюкозы еще до того, как началась серьезная мышечная нагрузка. Важно предвосхитить появление этой нагрузки настолько, чтобы организм оказался подготовлен к активным физическим действиям.

Надпочечники похожи на колпачки, надетые на верхнюю часть почек. Несмотря на то что это довольно маленькие образования, весом около 20 граммов, они представляют собой двойную эндокринную железу. Кора надпочечников выделяет свои гормоны, а мозговое вещество – свои. На разрезе кора выглядит как более светлый слой.

Проследим теперь путь сигнала, направляющегося к внутренним органам. Здесь главный вклад вносит симпатическая часть вегетативной нервной системы. Она активирует многие внутренние органы при физической и эмоциональной нагрузке. Соответственно, идет усиление работы сердца, сжатие многих сосудов (например, сосудов кожи, желудочно-кишечного тракта), чтобы из них кровь перешла в сосуды сердца, мышц, мозга; расширяются бронхи, чтобы получать больше кислорода. Десятая глава книги посвящена программам гомеостаза, там о вегетативной нервной системе рассказано подробнее.

Основной химический проводник влияний симпатической нервной системы – норадреналин. Он воздействует на внутренние органы, вызывая быстрые реакции на стресс. Вот крыса, дельфин, кот, человек попали в опасную ситуацию, и сердце у них тут же застучало чаще, эта реакция идет через симпатику. Если конфликт затягивается и назревает драка, то к реакции собственно симпатической нервной системы подключается мозговое вещество надпочечников, их внутренняя область. Мозговое вещество выделяет адреналин, реагируя на команды той же симпатической нервной системы (см. также рис. 4.2 в главе 4).

Таким образом, корковая часть надпочечников управляется через гипофиз на эндокринном уровне; при этом активирующие выброс кортикостероидов гормоны выделяются в кровь. Мозговое вещество подчиняется симпатической нервной системе; запускающие выброс адреналина импульсы бегут по аксонам симпатических нейронов.

Напоминаем, что адреналин – это гормон стресса, который растягивает (пролонгирует) реакции на стресс во времени. Мы можем благодаря такой эндокринной поддержке часами, сутками находиться в активированном состоянии, что порой организму дорого обходится, но тем не менее часто это жизненно необходимо и «игра стоит свеч». Норадреналин обеспечивает быстрые («нервные») реакции на стресс. Например, если раздался громкий хлопок и ваше сердце тут же чаще забилось, то это, конечно, симпатическая норадреналиновая реакция.

Понятно, что длительный стресс вреден для организма, постепенно начинается истощение его систем. Очень длительный (хронический) стресс может серьезно нарушить работу внутренних органов, иммунитет, вызвать гипертонию и множество других проблем.

Разберем немного подробнее влияние гипоталамуса, идущее через гипофиз. Эта цепочка – гипоталамус, гипофиз и какая-то конкретная эндокринная железа – организована весьма непросто. В главе о половом поведении мы ее уже упоминали. Если помните, выбросом андрогенов и эстрогенов управляли фолликулостимулирующие гормоны, а ими командовал люлиберин, который выделялся из гипоталамуса и активировал гипофиз.

Для реализации агрессивных реакций нужна аналогичная последовательность событий:

1. Гормон из группы либеринов (кортиколиберин) секретируется в кровь нейронами гипоталамуса и влияет на гипофиз;

2. Гормон из группы тропных гормонов, кортикотропин (адренокортикотропный – АКТГ) выбрасывается передней долей гипофиза и влияет на эндокринную железу, в данном случае – кору надпочечников;

3. Кортикостероиды (рабочие гормоны) активно поступают в кровь и воздействуют на печень, запуская выброс запасов глюкозы.

Перечисленные гормоны влияют также на головной мозг; их дополнительным, но важным эффектом является повышение уровня агрессивности. Это справедливо в отношении не только кортизола (главного из кортикостероидов), но и молекул, передающих сигнал от гипоталамуса к гипофизу и далее (кортиколиберин, АКТГ) (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Основные гормоны, связанные со стрессом и корой надпочечников: КЛ – гормон гипоталамуса кортиколиберин; АКТГ – гормон передней доли гипофиза кортикотропин (адренокортикотропный гормон); выделяемый надпочечниками кортизол из группы кортикостероидов. Все эти гормоны в той или иной мере влияют на миндалину, повышая уровень агрессивности; активируют агрессию также гормон адреналин, половые гормоны, медиаторы норадреналин и дофамин, плохая работа фермента МАО-А (см. текст). Сдерживать агрессию способны медиаторы серотонин и ГАМК, а также нейролептики

Как базовый, так и текущий уровень агрессивности каждого человека значимо зависит от того, сколько данных гормонов у него в крови. Активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси достаточно индивидуальна. И в итоге ваш всплеск ярости может определяться, например, выбросом большой порции кортиколиберина (иначе – кортикотропин-рилизинг фактора, в англоязычной литературе CRH).

Итак, все перечисленные эндокринные факторы одновременно являются еще и передатчиками сигналов к нейронам. Это означает, что на поверхности нервных клеток присутствуют специальные белковые рецепторы, чувствительные к кортизолу, CRH, АКТГ и его фрагментам. Если с этими рецепторами что-то не так, мозг также может отличаться повышенной либо пониженной агрессивностью. С этой сферой тесно связана психогенетика агрессии, и подобный материал активно собирается и систематизируется.

В целом как минимум три группы гормонов влияют на агрессивность в рамках гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Плюс адреналин и норадреналин – они тоже делают человека в большей степени холериком. Кроме того, агрессивность повышают андрогены. То есть этот блок нашего поведения находится под очень серьезным гормональным контролем.

Если реализация какого-то агрессивного поведения завершается успехом, то, как всякий успешный набор реакций, соответствующую поведенческую программу полезно запомнить. Оказалось, что внутри молекулы адренокортикотропного гормона (АКТГ) имеется специальный фрагмент, который улучшает память. На базе этого фрагмента созданы препараты, ускоряющие обучение, улучшающие общее состояние нейросетей (они относятся к группе ноотропов). Но в структуре этого же гормона есть фрагменты, напрямую влияющие на гипоталамус, миндалину, и, если вводить их в организм, можно повысить уровень агрессивности, а также вызвать отрицательные эмоции, сходные с ощущением нарастающей опасности. Похожим действием обладают и фрагменты CRH.

Агрессия, обучение, норадреналин

Важно, что в нашем мозге есть структуры, которые уже вслед за гипоталамусом формируют психическое состояние подготовки к бою, азарта. Они срабатывают в некой потенциально опасной ситуации, которой нужно противодействовать, чтобы решить проблему. Если мы эту проблему решим, то данные центры способны сгенерировать серьезные положительные эмоции.

Главным из этих центров является голубое пятно – структура, которая тоже выделяет норадреналин, но уже не как медиатор, который работает на периферии (симпатические эффекты), а как медиатор центральной нервной системы. Получается, что адреналин и норадреналин выполняют роль активаторов внутренних органов во время стресса. Но то же самое вещество, норадреналин, обеспечивает психическое сопровождение стресса и реакций, требующих от нас активного ответа. Если после агрессивного реагирования все завершилось благополучно, именно с выделением большого количества норадреналина связывают положительные эмоции, ассоциирующиеся с победой, преодолением опасности, азартом.

Что же представляет собой голубое пятно? Это зона нервных клеток, которая находится в передней верхней части моста, довольно близко от среднего мозга. Голубое пятно назвали так, поскольку его нейроны действительно имеют слегка синеватую окраску. Нервных клеток здесь не очень много, всего несколько миллионов, но их аксоны расходятся по всей центральной нервной системе. Они идут в спинной мозг, мозжечок, в таламус и гипоталамус, в кору больших полушарий. И это не только в человеческом мозге; в мозге, например, белой крысы аналогичные аксоны так же расходятся по всей ЦНС и в той же мере обеспечивают психическое сопровождение стресса.

Основные эффекты норадреналина в головном мозге, то есть психические эффекты его активности, уже были перечислены в конце главы 4. Давайте поговорим об этом несколько подробнее. Норадреналин, выделяясь в соответствующих синапсах, действует следующим образом:

● Во-первых, вызывает общую активацию деятельности мозга: меньше хочется спать, больше эмоций. Представьте себе, что у вас завтра что-то очень важное и даже пугающее, например экзамен или полет на самолете (а вы боитесь летать). Многие люди в этих ситуациях плохо засыпают или почти не спят.

● Во-вторых, ведет к увеличению двигательной активности: вам уже не просто не спится, а даже не сидится на месте. В предчувствии какого-то важного события, разговора, встречи, особенно если заранее неизвестно, «драться» придется или «убегать» (и похоже, придется «драться»), вы ходите по комнате, сами с собой разговариваете. Можно, конечно, сесть, но тогда на это придется тратить отдельные силы, чтобы подавить активность норадреналина.

● В-третьих, норадреналин обеспечивает снижение болевой чувствительности во время сильного стресса. Если уж вы ввязались в драку, то лишние болевые сигналы ни к чему. Поэтому, в частности, существуют пути из голубого пятна, которые опускаются в спинной мозг и оказывают обезболивающее действие. Развивается так называемая стресс-вызванная анальгезия.

● В-четвертых, на фоне умеренного стресса идет улучшение обучения и запоминания информации, поведенческих программ. Фрагменты адренокортикотропного гормона, как уже было сказано, это способны делать, и норадреналин тоже. Вы запоминаете, как правильно выходить из потенциально опасных ситуаций, причем особенно это значимо в ситуации, когда был конфликт, состязание и вы в нем победили.

В данном случае важно, чтобы стресс был не слишком силен, потому что если выделилось очень много норадреналина, адреналина, кортизола, то память вновь ухудшается. Например, моя задача как преподавателя – пугать студентов экзаменами, но пугать не слишком сильно. Преподаватель не стремится вызвать у слушателей реакцию убегания и затаивания типа «Будь что будет, провались оно все!». Педагог старается спровоцировать активный, конструктивный, творческий ответ на потенциальную угрозу экзамена. Студент должен сказать себе: «Подумаешь, сложный предмет! Я все равно все выучу и буду победителем, отличником, получу повышенную стипендию!» – вот что нужно. Это касается любого воспитательного процесса. Даже если вы формируете «командный дух», то и в этом случае команда борется против другой команды (команд). В педагогике есть даже такое понятие, как «методы развивающего дискомфорта»: если только потакать и хвалить, многому не научишь. Использовать рычаг некой потенциальной опасности, конкуренции, но не перегибать, иначе вместо активного ответа можно получить пассивно-оборонительную реакцию.

● В-пятых, еще один очень важный эффект голубого пятна – положительные эмоции, возникающие на фоне стресса и тогда, когда удалось победить. Азарт и чувство победы – это норадреналин. Люди, которые занимаются экстремальным спортом или хотя бы воюют с компьютерными монстрами, – это те, кто эксплуатирует данную часть своего мозга, данные синапсы и медиатор.

Как уже упоминалось, существуют наркотические препараты, похожие на норадреналин (эфедрон, катинон), введение которых тоже вызывает положительные эмоции и даже эйфорию, но как бы на «пустом месте», без успешного поведения в реальном мире. Так, собственно, действуют любые наркотики. Они внедряются в нейросети на этапе «Все получилось хорошо» и имитируют положительный результат. В итоге человек попадает в ситуацию сначала психологической, а потом и физиологической зависимости, когда вроде бы не нужно ничего делать «по-настоящему», достаточно уколоться, съесть таблетку, и вот уже все хорошо. В последней главе книги мы более подробно рассмотрим механизмы формирования наркотической зависимости.

Виды агрессии и запуск механизма агрессии

Самый простой и очевидный вариант ситуации, в которой запускается агрессия, – это неминуемая, неизбежная угроза для жизни. При этом даже заяц начинает драться, поскольку по какой-то причине спрятаться или улизнуть не получается. Вторая, и более «повседневная», причина агрессии – конфликт интересов. В этом случае агрессия часто работает как составляющая внутривидового взаимодействия. Она сопровождает различные зоосоциальные программы и выглядит как борьба с другой особью своего вида за еду, за территорию, за партнера для размножения, за лидерство, за установление иерархии в стае. Это, по сути, борьба за недостаточные ресурсы, о которой начал говорить еще Чарльз Дарвин.

Кроме того, существует родительская агрессия.

Главная цель родительского поведения – забота о потомстве, в том числе его защита.

Если же вдруг появляется какой-то хищник или просто неприятное существо ставит под сомнение благополучие детенышей, тут-то и включается материнская, родительская агрессия. Она, конечно, очень мощно сцеплена с материнской мотивацией и, по сути, базируется на ней. То есть чем сильнее самка, например курица, ориентирована на цыплят, чем выше у нее уровень пролактинов и окситоцина, тем сильнее будет агрессивная реакция на некий внешний потенциально или реально опасный объект.

В итоге вы можете увидеть совершенно бесстрашную птицу, нападающую на собаку, которая гораздо крупнее по размерам. Собака обычно знает, что курица будет биться до последнего за своих цыплят, и именно собака, как правило, в такой ситуации пускается наутек.

Итак, для запуска материнской агрессии чему-то подозрительному часто достаточно просто появиться рядом с детенышем. Этого уже хватает, чтобы мама напала: «Я свое дитя обидеть не дам» – вполне понятная для всех реакция. Ее интенсивно исследуют, поскольку данную ситуацию довольно легко смоделировать в экспериментах на животных.

Разнообразные «контексты» включения агрессии объединяет фактор возникновения отрицательных эмоций при неудаче. Центр отрицательных эмоций находится в заднем гипоталамусе, рядом с центрами страха и агрессии. В результате агрессия способна образовывать комплекс с очень многими поведенческими программами. Сенсорные воздействия, индивидуальный опыт, гормоны, усиливающие эти программы, усиливают и соответствующий тип агрессии.

Получается, что агрессия способна присоединяться к поведению практически во всех ситуациях, когда проблема сразу не решается.

Например, срабатывание программ свободы. Нам присуще стремление выйти из некого замкнутого, ограниченного препятствиями пространства. И вдруг это не получается, например кто-то вас запер в комнате. Многие в этой ситуации начнут агрессивно реагировать на дверь, пинать, кричать, стучать кулаками. То есть, если что-то пошло не так, включается агрессия, вливая дополнительную энергию в поведенческие акты. Это достаточно универсальный способ решения многих проблем, хотя и не всегда безопасный и социально одобряемый. Социум, воспитывая людей, все время стремится научить нас контролировать агрессию. Потому что если кто-то начал кричать и драться, то тут уже до административной, а то и уголовной ответственности недалеко. И тем не менее агрессия – это очень частый компонент нашего поведения, хотя бы в ритуализированной форме. Например, в гневе человек разбивает чашку или комкает бумагу и бросает ее на пол.

Тем, кого интересуют поднятые вопросы и вообще проблема активно-оборонительного поведения, настоятельно рекомендую прочитать замечательную книгу Конрада Лоренца «Агрессия»[39], написанную в середине XX века. Конрад Лоренц, как известно, получил в 1973 году Нобелевскую премию за свои работы (правда, в основном за исследования импринтинга) совместно с двумя другими великими зоопсихологами – Николасом Тинбергеном и Карлом фон Фришем[[40] ]. Но, кроме импринтинга, Лоренц много работал с агрессией, изучал, как она присоединяется к другим поведенческим программам – материнскому поведению, территориальному, стремлению лидировать, как переадресуется в случае невозможности прямой реализации.

Материнская агрессия. Можно ли ее перехитрить?

Довольно часто материнская агрессия не столько запускается, сколько блокируется. Она способна иметь такой тотальный характер, что все существа вокруг воспринимаются как враждебные, и лишь специальные сигналы выключают агрессию родителя. Конрад Лоренц приводит пример из жизни индюшек, для которых самое главное – писк цыпленка. Индюшка, у которой вылупились первые птенцы, кроме этого писка, ничего про них не знает. Потом, когда у нее появляется второй, третий выводок, опыт накапливается и нейросети ее мозга настраиваются. Индюшка уже знает, как ее детеныши зрительно выглядят, как двигаются. Но при появлении первого выводка только писк является показателем, что это ее потомство, а все остальные существа атакуются.

Поэтому, например, если у глухой индюшки вылупились птенцы, она их убивает, потому что не слышит писка. Работает и обратная ситуация. Если индюшке, у которой впервые появились новорожденные, подложить чучело хорька, внутрь которого вставлено электронное устройство, транслирующее писк цыпленка, то молодая мать отнесется к чучелу так же, как к своему собственному птенцу. Она возьмет его под крыло, будет греть и оберегать. А ведь в природе хорек – смертельный враг всех цыплят. То есть один-единственный слуховой стимул выключает материнскую агрессию, а без него материнская забота не запускается.

Важнейшим компонентом выключения материнской агрессии является импринтинг («запечатление»), который Лоренц первым изучил и описал. Процесс запечатления, когда мама запоминает уникальный (у млекопитающих) запах детеныша, или его внешний вид, или голос, позволяет к врожденно заданным стимулам, выключающим материнскую агрессию, добавить еще и некие результаты обучения.

Существуют примеры того, как можно воспользоваться импринтингом и «вписаться» в материнско-детское взаимодействие животных. Так, на уже упоминавшейся в главе 5, в разделе «Импринтинг», лосиной ферме в Костромской области научились доить лосих. Для этого доярка, принимающая роды у лосихи, натирается плацентой или околоплодной жидкостью. Лосиха, обнаружившая около себя существо странное, но пахнущее так же, как ее лосенок, принимает его. Лосиха начинает воспринимать доярку как собственного детеныша и позволяет доить себя. Пользуясь этим, на ферме регулярно получают лосиное молоко.

Наши домашние животные, как правило, представляют собой исключение из правил.

Селекция домашних животных во многом шла в направлении уменьшения агрессивности.

Для того чтобы «дикая тварь из дикого леса», как писал Р. Киплинг, стала вашим милым домашним животным, нужно на протяжении сотен и тысяч поколений отбирать все менее агрессивные особи. Так идет целенаправленный отбор по уменьшению агрессивности, это касается и собак, и кошек, и вообще всех домашних животных, вплоть до белых крыс и черно-бурых лисиц.

Лабораторные белые крысы являются потомками серых крыс (Rattus norvegicus). Серые пасюки очень агрессивные существа, а белую или капюшонную крысу вы можете спокойно брать в руки, она вас не покусает, за исключением случаев материнской агрессии. Если вы к крысе-маме, которая ухаживает за своими розовыми, беззащитными, слепыми детенышами, полезете в клетку, она вас может довольно сильно укусить: «Ничего личного, это же дети, а дети – святое!»

Существует тест на агрессивность крыс, он называется «оценка мурицидности» и состоит в нападении крысы на мышь. Да, про это мы уже вспоминали в начале главы: крупная собака не может спокойно видеть кошку, а крыса – мышь. Причина – в межвидовой конкуренции, которая возникает, если два вида ведут примерно одинаковый образ жизни, питаются примерно одинаковой пищей. В природе зачастую это очень актуально.

Псовые и кошачьи – конкурирующие группы хищников; крысы и мыши – конкурирующие группы грызунов. Дикая крыса-пасюк, увидев мышь, тут же кидается и наносит ей смертельный укус. Опять же ничего личного, просто врожденный рефлекс. Но с белыми крысами этого не происходит. В нашей лаборатории мы пытались эту самую мурицидность вызвать, подсовывая маленьких черных мышек кормящей самке – белой крысе. Думали, вот сейчас материнская агрессия проявится и мы сможем оценить параметры реакции нападения и т. п. Но нет, ничего не произошло, настолько мала агрессивность у белых крыс. Некоторые самки даже попытались мышек «усыновить», тащили, несмотря на сопротивление, в гнездо к детенышам.

У домашних животных до такой степени уменьшен уровень родительской агрессии, что довольно легко возникают вполне благополучные ситуации с приемными детенышами. Чаще всего это фиксируется для собак, которые выкармливали не только тигрят, львят, поросят, но также маленьких гиппопотамов, оленят и даже дикобразов. Кошки нянчат енотов, бельчат, щенят…

Тем не менее родительская агрессия – хорошая модель для изучения агрессии вообще. Существуют исследования, которые показывают, что, например, у самцов мышей, которые наблюдают за кормящей самкой, снижается уровень агрессивности. В принципе у мышей о детенышах заботится только самка, а самец обычно реагирует на них нападением. Но зрительные сигналы плюс феромоны и писк новорожденных способны быстро «переформатировать» его нейросети.

Агрессия во время полового поведения

В половом поведении агрессия тоже очень важна. Иногда во время спаривания счет времени идет на минуты, и отпихнуть конкурента – важнейшая задача для каждого самца. Турниры самцов, когда они кусают, бодают, грызут друг друга (вплоть до серьезного травматизма и даже смерти), наблюдаются повсеместно у самых разных биологических видов, на самых разных уровнях, как у позвоночных, так и у беспозвоночных. Когда происходит подобный турнир, самка за этим действом обычно заинтересованно наблюдает. Соответственно, в ее мозге эволюционно записано, что тот, кто победит, – самый лучший, и это, как правило, верно. Ведь победивший всех соперников самец – самый сильный, у него самые лучшие гены. Понятно, что чем выше уровень половых гормонов и феромонов, тем активнее происходят эти турниры, в основном в них вступают, конечно, самцы, хотя есть и исключения.

Настоящие серьезные драки, когда появляются раны, течет кровь, как правило, характерны для тех биологических видов, у которых эволюционный путь еще не очень велик.

Чем дольше конкретный биологический вид существует и эволюционирует (то есть не 2–5 млн лет от момента своего «отделения» от предковой формы, а лучше 10, 20 или даже 40 млн), тем больше степень ритуализации агрессии.

Во время подобного агрессивного взаимодействия, во время турниров самцов вовсе не нужно убивать, калечить друг друга, главное, показать: «Я на данный момент более достоин этой самки, а ты уходи». Потому что, как правило, более слабый в данный момент – это просто молодой самец, который еще вырастет и себя покажет. С точки зрения вида в целом наносить ему серьезные повреждения совершенно не нужно. Поэтому ситуации вроде истории, когда морские слоны клыками друг друга рвут и кровь течет потоками, достаточно редки. Скажем, тетерева, которые могут и всерьез драться, чаще просто выполняют ритуал: два самца, растопыриваются и сравнивают себя с конкурентом – кто больше, тот и победил.

В целом можно видеть цепь вот такой эволюционной трансформации агрессии: от настоящего боя и сражения к некоему контактному турниру, когда дерутся «по правилам». Например, олени бодаются «рога в рога» или жирафы, которые мерятся силами с помощью шеи. Тоже строго по правилам. А «вершиной» является полностью бесконтактное взаимодействие. Это ритуализированная, или, как говорил Зигмунд Фрейд, сублимированная, агрессия, которая позволяет без всякого ущерба здоровью решить, кто в этом году в большей степени достоин размножаться.

Запускают «самцовую» агрессию феромоны другого самца и некие предъявляемые визуальные сигналы. У того же К. Лоренца есть история о перекрашенной ящерице. Перескажем ее. Есть виды ящериц, у которых самцы в сезон размножения ярко-зеленые, а самки серенькие. Самец занимает определенную территорию и отстаивает ее. Назовем его самец-хозяин. Если какой-то другой самец вторгся на эту территорию, самец-хозяин с пришельцем дерется. Хитрые зоопсихологи отловили самку и перекрасили ее в зеленый цвет. Самец-хозяин на нее набежал, схватил, и дальше у него случился не просто когнитивный диссонанс, а полный шок. Потому что на близком расстоянии феромоны говорят, что это самка, глазки прикрыл – точно самка. А визуально эта самка выглядит как самец. В конце концов самец-хозяин, конечно, сообразил, что перед ним дама. Но в дальнейшем этот самец в течение нескольких недель, когда к нему на территорию заходил конкурент, был до крайности осторожен. Он уже не бросался на пришельца сломя голову, а подходил, обнюхивал и только потом начинал драться. У ящерицы, казалось бы, не очень сложный мозг, но и он способен вот такое тонкое поведение обеспечивать.

Особая группа проявлений половой агрессии связана с тем, что самка должна на самца правильно среагировать, а не драться с ним. Зачем ей какое-то спаривание? Она видит, что кто-то вторгся на ее территорию, посмел к ней прикоснуться, и может дать отпор нахалу.

Умиротворить агрессию самки – это отдельная проблема, особенно если самец меньше нее, да еще и оба – хищники.

Так, многие пауки делают массаж своей партнерше до и во время спаривания, нажимая на специальные точки, или приносят ей съедобные подарки. Самец ктыря (хищные мухи семейства Asilidae), чтобы самка его не съела во время спаривания, тоже ей комара приносит. Пока самка ест, самец может спокойно сделать свое дело. Чем крупнее будет подарок, тем дольше самка будет с ним возиться и, следовательно, тем дольше она будет терпеть ухажера у себя на спине. У некоторых видов ктырей самцы преподносят комара, упакованного в «коробочку» из выделяемой слюнными железами паутины. Упаковка на долгое время занимает самку, и шанс уцелеть у самца еще выше. Наконец, существуют ктыри, которые делают только пустую упаковку, буквально гипнотизирующую самок…

А вот моногамные прерийные полевки после первого спаривания импринтингуют полового партнера, и все остальные особи другого пола у них начинают вызывать энергичное неприятие. Подобное формирование половой агрессии тоже является удобной для изучения моделью; известно, что в нем задействован целый ряд медиаторов. Один из основных – дофамин, который связан с формированием активно-оборонительного поведения и с тем удовольствием, которое мозг может испытать, если это агрессивное поведение завершилось успехом.

В большинстве случаев самец должен ухаживать за самкой, и именно самцы выясняют отношения между собой, но есть исключения. Например, у небольших птичек – плосконосых плавунчиков, которые гнездятся в Арктике, а зимуют в тропиках, напротив, самки конкурируют за самца. У этих куликов самки размером больше, сложены мощнее, ярче окрашены, а скромные самцы меньше размером, хотя как раз им придется высиживать яйца и выращивать птенцов. Еще более вопиющее исключение из правил – сообщество гиен, где самки самцов вообще «за людей не считают». В стае гиен доминируют очень агрессивные, мощные самки-«амазонки», с огромным уровнем андрогенов, а самцы гиен мельче и занимают подчиненное положение.

Борьба за пищевые ресурсы

Следующая ситуация, когда проявляется агрессия, – борьба за пищевые ресурсы. Драка возникает, когда на всех не хватает еды. Это, к сожалению, очень распространенная история – все, конечно, видели чаек, которые дерутся за рыбьи потроха или кусок булки. В более сложном варианте борьба принимает характер так называемого территориального поведения. Для того чтобы обеспечить себя и свое потомство едой, особь, пара или стая занимает территорию и эту территорию защищает.

Смысл территориального поведения состоит в том, чтобы обеспечить семью с детенышами или конкретный организм достаточным количеством пищи.

Многие биологические виды, у которых существует риск перенаселенности и, как следствие, дефицита пищевых ресурсов, в ходе эволюции сформировали территориальное поведение. Соответственно, у этих видов имеются программы и реакции, направленные на то, чтобы занять территорию и удерживать ее. Как и в случае полового поведения, здесь также часто существуют определенные правила, ритуализированные пути решения конфликта между хозяином и чужаком. Владелец территории показывает, что он здесь главный, принимает некие позы, издает запахи, звуки. И только в случае, если чужак не убегает, происходит прямое агрессивное воздействие, атака, укусы и т. п. В мозг каждого из участников территориального конфликта в таком случае «зашита» программа о том, что хозяин вправе нападать, а чужак – нет.

При этом соблюдаются определенные правила. Например, у птиц самец, опоздавший прилететь к сезону, когда все другие представители его вида делили территорию, вили гнезда и откладывали яйца, не должен нарушать процесс выведения птенцов. Даже если он сильнее, он не имеет права выгнать хозяев с занятой территории, разбить чужие яйца. Когда чужак прилетел на территорию, которой уже кто-то владеет, в его мозге включается: «Я здесь не в праве. Я должен принять позу подчинения». Если появится хозяин и выдаст некие правильные сигналы, этот пришлый чужак, даже если он физически сильнее, улетит.

Подобные тонкие и важные программы хорошо выстраивают разделение территории и в конечном итоге защищают вид от перенаселенности и от голодной смерти. К сожалению, у нас, Homo sapiens, как биологически «свежего» вида, эти программы плохо установлены. Увы, в связи с этим вся человеческая история – это история войн и избыточно агрессивного территориального поведения.

Посмотрим на небольшое сообщество сусликов, состоящее из нескольких самцов и нескольких самок. У каждого своя территория, территории самок граничат, но не пересекаются; аналогично – территории самцов. А вот территории самок и самцов могут довольно значительно накладываться друг на друга, в их случае прямая конкуренция ослаблена. Для птиц территориальное поведение очень характерно, потому что выведение птенцов нередко требует участка леса, луга, на котором родители собирают для них пищу. И пара, у которой вывелись птенцы, их интенсивно кормит. Но как только у птенцов появляются признаки взрослых особей (перья, их окрас, общий размер и др.), мозг родителей включает программу «выталкивания» потомства со своей территории. Они как бы говорят взрослым детям: «Все, вы выросли, улетайте! Вы свободны! Летите за тот холм, а здесь теперь только наше пространство». Эта программа, кстати, заодно способствует и расселению вида, увеличению ареала.

В истории человечества великие переселения, массовые движения кочевых племен и народов объясняются зачастую либо природными катаклизмами (засухи, наводнения и т. п.) либо тем, что на какую-то территорию пришел агрессивный захватчик и вытеснил коренное население. И «аборигены» должны удалиться в менее освоенные места.

У птиц это привело еще и к появлению миграций. Например, пока речные крачки не размножаются, они все вместе могут жить в каком-нибудь замечательном устье реки, где всем хватает пиши. Когда же приходит сезон размножения, нужно где-то вить гнезда, а мест для гнезд – подходящих песчаных отмелей, например, – гораздо меньше, чем требуется. И оказывается, что из, скажем, 1000 крачек, которые жили в устье реки, только 100 могут здесь же гнездиться. Остальные 900 должны улететь на север, на запад, на юг, на восток искать места для гнездовья. Потом, когда птенцы выведутся, улетевшие опять могут вернуться в свое любимое устье реки, богатое пищей и опять до периода размножения жить там все вместе.

Вот так и возникли птичьи перелеты. Исходная территория определенного вида находится в одном регионе, но значительная часть особей кочует, чтобы вывести потомство, а потом вернуться «домой» на зимовку. Вот, например, джек – мелкий родственник дрофы – гнездится в Средней Азии, а зимует в Китае, Индии, Аравии. Орел могильник – крупная птица семейства ястребиных – гнездится в степной и лесостепной полосе Евразии, к востоку от Байкала и центральных районов Китая. А зимует он в Индии, в Африке, на востоке Китая. Большинство этих орлов должны кочевать за много километров. Часть популяции чернолобого, или среднего, сорокопута живет постоянно и размножается в Южной Африке, в пустыне Калахари и прилегающих районах. А основная масса сорокопутов улетает выводить птенцов в южную и восточную Евразию, а потом возвращается в Африку. То есть ежегодная кочевка сорокопута занимает много тысяч километров.

Надо понимать, что, когда какая-нибудь ласточка возвращается в Калужскую область после того, как перезимовала в Египте, она возвращается не на свою историческую родину. Она летит туда, куда когда-то ее «выдавили» египетские ласточки, потому что в окрестностях Нила им было тесно. То же самое происходило с расселением Homo sapiens. Конечно, жить в местах, которые именуются «зоной рискованного земледелия», порой, не очень приятно. И когда попадаешь в существенно более теплые страны, думаешь: «Тут людям совсем неплохо живется. Почему же мы, россияне, в большинстве своем живем в более суровом климате?» Но, во-первых, таковы судьбы наций и народов; во-вторых, более суровый климат закаляет и служит одним из важнейших факторов естественного отбора…

Посмотрим, как птицы защищают свою «собственность». Вот типичная ситуация: каменка-плясунья, маленькая и похожая на трясогузку, заняла территорию (точнее, занял ее самец каменки). И вдруг на этой территории объявился чужак. Дальше идет весьма агрессивное взаимодействие: каменка-хозяин и каменка-чужак, два самца, становятся параллельно друг другу и начинают кричать. Покричав некоторое время, чужак осознает, что он не на своей территории, и принимает так называемую приниженную позу, говорящую: «Я меньше тебя, не трогай меня, я сейчас улечу». А хозяин, наоборот, принимает позу превосходства и торжества победы: «Видишь, какой я большой, и это моя территория». Чужак улетает, все завершается мирно, без каких-либо драк.

Смысл нормального территориального поведения, так же как и хорошей политики, – не допустить войны, а решить проблему мирным путем и более или менее ко всеобщему благу.

Защита территории стаи

Если животные живут сообществами, тогда защищаемая территория часто является территорией стаи. Не особи и не семьи, а стаи в целом. При защите этой территории стая идет в атаку на другую стаю. Это характерно, например, для крыс, обезьян, муравьев и многих других существ.

Признаком, объединяющим стаю, часто является некий общий запах. Это очень естественно для млекопитающих, и, скажем, крысы, живущие на определенной территории, являются потомками одной пары, и они все родственники. Муравьи в одном муравейнике – потомки одной муравьиной царицы и тоже родственники. Сурикаты – маленькие, но очень социальные существа – тоже живут стаей, и, кстати, стая у них матриархальная.

В случае, когда идет охрана территории стаи, появляются вполне определенные поведенческие программы, связанные с патрулированием, со специализацией особей на некоторых специфических действиях. То есть появляются отдельно добытчики пищи, отдельно – воины, отдельно – разведчики. Все это очень интересно и характерно, например, для тех же сурикатов.

Обезьяньи стаи демонстрируют разные варианты агрессивного территориального поведения. В благоприятном случае все заканчивается ритуалами. Например, ревуны – южноамериканские обезьяны – просто собираются стаей в центре своей территории и каждое утро кричат. Голос ревуна слышно примерно за 18 км. Все соседние стаи ревунов слышат это и знают: «Там живут соседи, туда мы не ходим, мы ходим только до этого дерева». Практически всегда такие территориальные споры решаются без явных конфликтов. Примерно такую же роль играют запаховые метки. Наши собаки и кошки так и норовят везде оставить свой пахучий след. А, например, медведь оставляет следы когтей на коре дерева, стараясь повыше дотянуться, чтобы показать другим медведям, какой он большой.

Для человекообразных обезьян защита своей территории тоже характерна, но, поскольку это виды, относительно недавно начавшие свой эволюционный путь, у них столкновение стай иногда доходит до серьезной агрессии, до драк, серьезных увечий и даже до убийства себе подобных. Особенно этим отличаются обыкновенные («большие») шимпанзе. Как известно, из всех человекообразных обезьян к нам ближе всего именно шимпанзе. Напомним, что шимпанзе бывают двух видов – большие и бонобо.

Бонобо скорее вегетарианцы, они более мирные, стараются обойтись без агрессии. Если две стаи бонобо встречаются, это скорее встреча двух колоний хиппи, чем двух отрядов рокеров. А вот обыкновенные шимпанзе идут по агрессивному пути решения спорных вопросов. Обыкновенные шимпанзе, во-первых, эффективные охотники и часто занимаются поимкой и поеданием не плодов, а маленьких обезьян. Во-вторых, для них патрулирование своего участка леса, вылавливание самцов соседней стаи, которые забрели на их территорию, драки с ними и убийства чужаков достаточно хорошо задокументированы.

Агрессивность вида Homo sapiens подобна агрессивности обыкновенных шимпанзе.

Бонобо в этом смысле гораздо добрее, чем мы. То, что история человечества – это во многом история войн, также доказывает очень высокий уровень нашей агрессивности. Поэтому общество тратит так много сил для того, чтобы контролировать уровень агрессии, и стремится удерживать его в каких-то приличных рамках с помощью морали, законов и правоохранительных органов.

Для выживания важно контролировать агрессию, задавать ее оптимальный уровень. Поэтому внутри стаи обязательно имеются ритуализированные действия, которые позволяют более слабому показать: «Да, я осознаю, что слаб, не надо меня бить и кусать, я согласен на свое подчиненное положение». Так, у воронов есть характерная поза угрозы и поза подчинения, когда более слабая птица подставляет голову доминирующей особи. У волков существует ритуальное выпрашивание пищи у лидера, а также характерная поза переворота подчиненной особи на спину.

Что в этом случае важно? Как и всякая серьезная поведенческая программа, агрессия включает в себя не только врожденные компоненты, но и приобретенные. Мы учимся ухаживать за нашими детенышами, подражать, исследовать, и точно так же мы учимся агрессивным или, наоборот, пассивно-оборонительным программам. Если у вас есть индивидуальный опыт агрессии и этот опыт успешен, то повторение подобного опыта запросто может сделать из вас более агрессивное существо. А если у человека имеется неудачный опыт агрессивных взаимодействий и, условно, в детстве в школе его много били, это тоже может наложить серьезный отпечаток на характер. Закрепление подобных программ исследуется в экспериментах на животных. Например, если попарно заставлять крыс вступать в драку, то те особи, которые одерживают больше побед, становятся все более и более агрессивными и начинают побеждать даже более физически сильных соперников.

В человеческом социуме существуют социально одобряемые ситуации, когда агрессивность осознанно культивируется. Это характерно для многих видов спорта: борьбы, бокса, хоккея, автомобильных гонок. В случае профессиональных военных, полицейских проявления агрессии – неотъемлемая часть профессии. А иначе не получится стрелять во врага и разгонять несанкционированные демонстрации.

Медиаторы, связанные с агрессией

Веществами, которые работают на стороне агрессии, являются медиаторы норадреналин и дофамин. Про первый из них выше сказано уже очень много. Что же касается дофамина, то он однозначно может усиливать агрессию, и, соответственно, те молекулы, которые мешают работать дофамину, тормозят активно-оборонительные реакции. Нейроны, выделяющие дофамин, работающий в центрах различных потребностей, находятся либо в гипоталамусе, либо в нижней части среднего мозга – так называемой вентральной покрышке. В первом случае влияние дофамина ограничивается в основном все тем же гипоталамусом; во втором – аксоны поднимаются в кору и базальные ганглии (в частности, в миндалину). Антагонисты дофамина (нейролептики) при агрессивных маниях оказываются очень эффективными препаратами. Эти же препараты используют при шизофрении (аминазин, галоперидол, неулептил). В известных голливудских фильмах – «Молчание ягнят», «Остров проклятых», «Авиатор» – показаны достаточно характерные ситуации маниакальных расстройств поведения, иногда очень опасные для окружающих.

Серотонин работает в мозге, чтобы контролировать агрессивность, он напрямую снижает ее уровень. Данное вещество в ЦНС вырабатывают нейроны ядер шва (ствол мозга). Их отростки-аксоны очень широко расходятся по мозгу, повсеместно образуя контакты-синапсы. Интересно, что исходно серотонин был открыт как тканевой гормон, который увеличивает тонус гладких мышечных клеток в стенках сосудов и других внутренних органах. Выделяясь из тромбоцитов, серотонин спазмирует сосуды, что помогает останавливать кровотечение. В связи с этим препараты, связанные с серотонином, используются для управления тонусом сосудов (например, при лечении мигрени); особая область применения – стимуляция родовой деятельности. Если в мозге дефицит серотонина, это может вести к депрессии, а может – к проявлениям агрессивности.

Но все же в наиболее явном виде с агрессией связан норадреналин. Его избыток может возникать в мозге из-за плохой работы фермента, который называется МАО-А – моноаминоксидаза А. Если МАО-А функционирует недостаточно активно, то норадреналина в нервной системе может оказаться слишком много. И тогда растет агрессивность, а также, что очень характерно, увеличивается вероятность резких, внезапных проявлений агрессии. То есть личность, которая особо не проявляла каких-то конфликтных черт, вдруг взрывается, хватает стул или бейсбольную биту – и разносит все вокруг.

Генетиками описан синдром Бруннера. Бруннеры – голландская семья, мужчины которой на протяжении уже нескольких поколений отличаются пограничными умственными способностями (IQ = 85) и внезапными вспышками агрессии. Тем не менее они успешно находят себе пару и оставляют потомство, передавая мутацию, ухудшающую работу гена МАО-А. А поскольку этот ген находится на Х-хромосоме, то мутация проявляет себя только у сыновей (вероятность 50 %); дочери могут быть только носительницами.

Исследование синдрома Бруннера – пример работ в области так называемой психогенетики, когда свойства личности связывают с состоянием тех или иных генов (и даже целых хромосом; например, по некоторым данным, импульсивность и даже агрессивность повышена у мужчин с лишней Y-хромосомой, то есть с XYY-набором, – синдром Якобса).

Итак, как и большинство программ, которые мы обсуждаем, программы агрессии – важная часть нашей жизни. Причем часть весьма опасная. Конрад Лоренц писал о том, что агрессия – серьезнейшая «бомба», вставленная в мозг каждого человека и человечества в целом. Она представляет опасность в масштабе всей цивилизации Homo sapiens; ее необходимо контролировать, изучать, анализировать механизмы. Вместе с тем, для того чтобы жизнь была яркой и интересной, большинство людей должны так или иначе эксплуатировать агрессию. Ведь она до определенной степени биологически и социально полезна; существуют гормоны и гены, усиливающие ее, формирующие более «холерические» варианты реакций человека. Все это дает возможность кинорежиссерам и продюсерам выпускать на экраны боевики, следуя за сюжетом которых, зритель – вместе с положительными героями – побеждает «темные силы».

Подобную функцию выполняют компьютерные игры «стрелялки», позволяющие геймеру убивать монстров, разрушать чужие крепости, взрывать танки и тому подобное. Кроме того, повсеместно популярны и поощряются спортивные состязания. Поведение болельщика, выпускающего агрессивный «пар» во время просмотра футбольных, хоккейных и прочих матчей, всем прекрасно знакомо. И успешная реализация агрессии (даже перенаправленной) приносит мощные положительные эмоции.

Да, очень важно контролировать агрессию, перенаправлять ее, с помощью воспитания и закона переводить в приемлемые для общества формы.

И если всего этого не будет, агрессивные проявления легко могут стать избыточными. Тогда, к сожалению, мы можем получить ситуацию, в которой человек сначала стреляет в компьютерных монстров, потом тренируется в тире, а потом берет реальное ружье и выходит «устанавливать справедливость» в реальный мир – на улицу, в школу или офис.

Глава 9. Лидеры и подчиненные

Потребность лидировать или стремление подчиняться

Потребность определить и занять «свое» место в групповой и/или семейной иерархии – одна из важнейших и сложнейших биологических программ в ряду связанных со сферой социального взаимодействия. Мы часто можем видеть, как даже двухлетний ребенок пытается «строить» родителей, бабушек и дедушек, причем порой достигает успеха. Для всех Homo sapiens этот комплекс программ значим, но для некоторых из нас он значим чрезвычайно. Такие люди стремятся стать начальниками и «вождями» хотя бы в маленьком коллективе друзей, в семье, на работе. Или, если повезет, в большом коллективе, сообществе, государстве.

Кто оказывается в коллективе лидером и по каким причинам?

Стремление лидировать – важнейшая программа, приносящая положительные эмоции. Ее обязательное дополнение, вторая половинка – ориентация на подчинение.

Подчиняться – это значит найти сильного вожака и командира, про которого говоришь: «Вот он, наш батюшка, наш учитель, наша путеводная звезда, и он точно приведет нас к счастливому будущему». Можно адресовать такому лидеру все свои чаяния, усилия, мечты и надежды. Это приносит мозгу позитивные эмоции и уверенность в завтрашнем дне…

Если брать человеческое общество, то на всех уровнях можно наблюдать подобные программы: и в первобытных сообществах, и в средние века, и в современных коллективах. Образ (архетип) вожака и лидера весьма характерен – это властная, весьма агрессивная особь, на которую все остальные члены сообщества взирают с трепетом и которой безусловно повинуются.

Программы, связанные с лидированием и подчинением, относятся к группе зоосоциальных. Мы все время отталкиваемся от классификации П. В. Симонова и рассматриваем различные потребности, как витальные (жизненно необходимые), так и программы саморазвития (исследовательские и подражательные). Напомним, что зоосоциальные программы регламентируют взаимодействие особей внутри одного биологического вида. К этой группе относятся половое поведение, детско-родительское, территориальное и, наконец, взаимодействие между выше- и нижестоящими особями в иерархически организованных стаях и сообществах.

Так откуда же берутся лидеры? Существуют разные причины и поводы, и самый простой из них – это быть «королем» или, чаще, «королевой» по рождению.

Лидерство и подчинение у общественных насекомых

Характерным примером врожденного заданного лидерства и подчинения служат общественные насекомые. В их случае главной является исходная пара насекомых, которые основали гнездо (термиты), или даже одинокая самка, совершившая аналогичный подвиг (пчелы, осы, шмели). Их прямые потомки (как правило, бесплодные самки) работают на то, чтобы семья существовала, наращивала численность, противостояла врагам, болезням и вовремя генерировала новое поколение будущих «цариц» и «царей» (или хотя бы трутней).

Подобные сообщества насекомых, естественно, прошли долгий эволюционный путь. Все начинается с одиночных самок (например, пчел или ос), которые абсолютно без всякой помощи делают гнезда или роют норки, собирают нектар, ловят гусениц, кормят своих личинок. На следующем шаге возникают сообщества вроде шмелиных, когда самка является основателем семьи. Она выкармливает первых рабочих особей, а затем рабочие (мелкие бесплодные самки) помогают ей выкармливать новых рабочих. В результате семья разрастается, становится все больше, но осенью рост численности прекращается и все умирают, кроме зимующих самок нового поколения. Это пример однолетней семьи.

Вершиной развития являются огромные семьи у общественных насекомых, которые существуют годами, а иногда и десятилетиями. Это семьи термитов, муравьев, медоносных пчел. У последних развитие дошло до интересного в плане лидерства момента: когда появляется новая матка, старая оставляет ей все хозяйство в наследство и с половиной рабочих пчел улетает («роение»), чтобы основать новый улей.

Как реализуется подчинение членов такой семьи командам из «центра» – от матки-царицы, как происходит специализация рабочих и разделение функций между ними? Действительно, у пчел кто-то строит соты, кто-то добывает пищу; есть защитники улья, разведчики, няньки для личинок. Управление всем этим «коллективом» происходит на химическом, гормональном уровне. Члены подобного сообщества все время обмениваются пищей и вместе с ней передают гормоны, которые и направляют развитие отдельных особей. Например, производные деценовой кислоты, выделяемые маткой, регулируют превращение личинки в бесплодную самку. Если не будет такого гормонального сигнала, то получится будущая царица, а будет – рабочая особь. Эти же гормональные сигналы управляют общим уровнем активности пчел, специализацией особей, роением.

Процесс обмена пищей и выделениями желез, наблюдаемый у общественных насекомых и некоторых других видов животных, называют трофоллаксисом. Трофаллаксис играет огромную роль в передаче информации от одной особи к другой. Сейчас он довольно неплохо изучен. Гормоны передаются буквально «изо рта в рот». Существуют специальные железы, расположенные по соседству со слюнными, которые выделяют соответствующие молекулы. Еще какое-то количество сигналов передается с помощью секрета анальных желез, а также за счет использования обонятельных феромонов (например, запах тревоги).

Таким образом, существуют случаи, когда химическое вещество подчиняет себе работу мозга другой особи и в итоге создает некоего специализированного члена сообщества.

Такой сложный мозг, как мозг млекопитающих, подобным сигналам, конечно, не подчиняется, хотя в дальнейшем мы увидим, что существуют примеры, показывающие: в каких-то пределах подобное все же возможно. А вот у насекомых гормональное и феромональное программирование в порядке вещей. У них довольно несложная нервная система, и заставить общественное насекомое стать рабочим, воином или разведчиком не так сложно.

Известны ситуации еще более экзотических воздействий химических соединений на поведение насекомых, но они используются уже не царицами сообществ, а паразитами. Например, показано существование паразитических червей (один из них – ланцетовидный сосальщик), которые выделяют химические вещества, влияющие на поведение муравьев. Днем муравей честно работает на благо семьи, но под вечер паразит, находящийся в его голове, выделяет особое соединение, под влиянием которого муравей забывает вернуться в муравейник, залезает на травинку и застывает на ее кончике-вершине.

Зачем? Должна прийти корова, олень, косуля и съесть его вместе с этой травинкой, тогда червячок попадет в желудок и кишечник копытного, и начнется следующая стадия развития паразита. Если же муравей на рассвете еще жив, сосальщик ослабляет контроль, и муравей проводит день как обычно. А ночью паразитический червь заставляет муравья опять покорно сидеть на травинке и ждать, пока его проглотит травоядное.

Подобного рода химическое зомбирование – совершенно потрясающее явление, и сейчас энтомология знает довольно много подобных примеров. В основном такого вида управление встречается у насекомых, хотя подобные ситуации химического управления бывают и у ракообразных, моллюсков и даже низших позвоночных.

Впрочем, как всегда, все сложнее, и если мы посмотрим, например, на семью муравьев, то обнаружим, что не менее трети из них – бездельники, не выполняющие никакой очевидно полезной работы. На них, получается, гормоны царицы не действуют? Похоже, что действуют, просто им их не хватает, и если удалить из муравейника самых трудолюбивых особей, то «лентяи» быстро их заменят. Выходит, в случае лентяев все не так просто, а вот «трудоголики», первыми получающие порцию гормонов царицы, очевидно, имеются.

Виды управления в сообществах млекопитающих

Теперь приведем примеры из жизни млекопитающих. Один из самых известных – управление особями в сообществах голых землекопов. Голый землекоп – очень необычное существо. Этот биологический вид (его название на латыни Heterocephalus glaber) отличается уникальными для млекопитающих особенностями: сложной социальной организацией колонии; нечувствительностью к некоторым формам боли, например к порезам, ожогам, капсаицину; продолжительностью жизни, намного превосходящей продолжительность жизнь других грызунов подобного размера (голый землекоп живет примерно 30 лет).

Организация колонии землекопов похожа на организацию пчелиной семьи. В семье голых землекопов единственная плодовитая самка – царица, при ней два-три фертильных, то есть способных оплодотворять ее, самца, а все остальные члены сообщества (70–80 особей, но иногда и больше) находятся под феромональным контролем царицы. Остальные землекопы, как самки, так и самцы, являются рабочими особями. В основном это влияние происходит через мочу и фекалии самки-царицы. В норах колонии имеются «общественные туалеты», и все члены колонии обязаны их посещать и получать свою дозу феромонов. Находясь под влиянием этих феромонов, рабочие особи голого землекопа делают то, что им положено, то есть копают землю в поисках сочных корневищ и корнеплодов. Голые землекопы живут в Эфиопии и Кении, в каменистых пустынях, земля там твердая, и им приходится все время рыть землю в поисках съестного. Мечтой всякого голого землекопа является что-то вроде гигантской редьки, которой семье надолго (недели на две) хватает. Поэтому основная жизненная цель рядового члена колонии – копать, пока не найдешь редьку. Феромонов царицы вполне хватает на такой контроль. Если же вдруг самка-царица заболеет или погибнет, то «правильные» феромоны исчезнут, и произойдет переворот. В колонии землекопов, если пропал феромональный контроль, наиболее крупные самки высвобождаются от «гипноза» и начинают драться. Та, которая всех загрызет, становится новой царицей.

Не столь драматичная, но схожая ситуация наблюдается у симпатичных обезьянок – игрунок. Это очень маленькие обезьянки, родом из тропических лесов Южной Америки, их местное название уистити (обыкновенная игрунка, Callithrix jacchus). Размеры тела взрослой особи не превышают 20 см, а средний вес – 250 г. Детеныш уистити может сидеть на пальце человека, как на веточке, настолько это крошечное существо.

В небольшой стае из 10–12 членов размножается только доминирующая пара. А все остальные члены стаи являются временно бесплодными и находятся под ее феромональным контролем. Если что-то случается с доминирующей самкой или с доминирующим самцом, тогда происходит смена верхушки – появляется новая главенствующая пара, которая начинает править и размножаться. Все остальные игрунки обязательно помогают воспитывать детенышей «правителей», отыскивают пищу, следят за приближением врагов.

Теперь немного о рыбах. Если они живут стаями, то мы часто обнаруживаем существование доминирующей самки или доминирующего самца. Например, рыбы-ангелы образуют сообщество, похожее на гарем, в котором главенствует самец и при нем полтора десятка самок. Если доминирующий самец гибнет, то ему на смену приходит не другой какой-то самец со стороны. Нет, самая крупная самка гарема меняет пол и становится доминирующим самцом. Вот такие скрытые возможности есть у многих рыб.

В стае симпатичных рыбок-клоунов главенствует самка, которая за счет своих феромонов подавляет репродукцию остальных самок, и при ней несколько самцов. Если доминирующая самка-клоун погибает, то самый крупный самец меняет пол и становится самкой. Так что маленького Немо из мультфильма воспитывать должен уже не папа, а мама.

Итак, если мы говорим о лидерах в пчелиной семье или семье термитов, все понятно. Самка, которая основала королевство, конечно, является главной. А у голых землекопов, рыб-клоунов или уистити гаремная система, и здесь периодически происходит смена начальника.

У самого известного и могучего обладателя гарема – африканского льва – в прайде обычно около десятка львиц и их детеныши. Царствование льва-самца, как правило, длится не очень долго, в среднем три-пять лет. Лидером львиного прайда является самый крупный и сильный самец, причем ему постоянно приходится подтверждать свое первенство. У львов очень жесткая конкуренция, и вокруг прайда все время ходят молодые и нахальные самцы, готовые помериться силами с хозяином прайда. В тот момент, когда он не сможет победить очередного претендента, власть сменится. Основой успеха для льва является физическая сила, причем иногда случается, что два-три молодых самца, объединившись, изгоняют старого хозяина стаи. Далее только один из этих самцов становится доминантом и спаривается с самками, а его товарищи (обычно братья) находятся в прайде, но не размножаются, а выполняют охранную функцию.

В любом случае у хищников для доминирования очень важна физическая сила особи.

А вот для человеческого общества это правило работает далеко не всегда. Конечно, приятно, если вожак вашего племени – двухметровый гигант, косая сажень в плечах и с рельефными мускулами, но часто мы видим среди человеческих лидеров некрупных мужчин, которые показывают, что лидерство не всегда зависит от габаритов. Приведем в пример персонажей из истории нашей страны: два представителя династии Романовых – Петр I и Николай I имели рост выше 2 м. А вот Ленин, Сталин, Хрущев – около 165 см. Тем не менее все эти люди сыграли огромную роль в истории нашей страны, в жизни десятков миллионов людей.

Конечно же, рост и размер совсем не главная характеристика особи, когда речь идет о по-настоящему сложном социуме. Не каком-то простом гареме, а огромном сообществе со сложной иерархией. Здесь все оказывается не так просто, и многие великие люди прошлых эпох действительно были совсем небольшого роста.

Анализируя подобные ситуации, психолог Альфред Адлер[[41] ] предложил термин «комплекс неполноценности». Адлер, как известно, был учеником Зигмунда Фрейда. И если Фрейд указывал прежде всего на либидо и танатос, то Адлер делал упор на агрессивность и стремление лидировать. По его мнению, даже у обычного человека есть комплексы неполноценности, и это не беда, ведь именно борьба с ними подталкивает нас к тому, чтобы совершить что-то замечательное. Одним из таких комплексов являются физические недостатки или маленький рост, и это делает многих небольших людей очень активными. Известно, что Александр Македонский и Карл Великий едва «дотягивали» до полутора метров. Но, если взять «большую» статистику, получится, что у человеческих вождей вполне средний рост.

Итак, в целом прямая зависимость лидерства от размеров и физической силы работает только в простых ситуациях, когда мы имеем дело с несложными сообществами и стаями, часто – гаремного типа (см. рис. 9.1.).

Рис. 9.1. В таблице представлены наиболее значимые факторы, ведущие к формированию иерархически организованных сообществ животных

Стайное поведение. Управление и подчинение в стае

Рассмотрим подробнее различные типы стай.

1. Однородные, или анонимные, стаи

Представим, что собрались 10 кур, или 20 воробьев, или 7 подростков, которые живут в одном дворе. В таком «сообществе» на короткое время лидером может стать любой, и в этой ситуации физические данные порой очень значимы. Но значимым может быть и другой фактор: например, обладание ценной информацией. Например, плывет сотня селедок. Если в какой-то момент времени одна селедка резко повернула вправо, за ней легко последуют все остальные. Ведь, скорее всего, эта селедка первой увидела пищу или хищника, и теперь на несколько секунд она – лидер.

2. Стаи временные, но с относительно длительно функционирующими вожаками

Это более сложный уровень организации сообщества. Такие стаи характерны для мигрирующих животных и птиц. Например, летят гуси на север вить гнезда и выводить потомство. Старая гусыня Акка Кебнекайсе (помните, была такая гусыня в сказочной повести про Нильса, написанной Сельмой Лагерлёф) знает, куда лететь, и она ведет стаю. И все члены стаи понимают, что эта Акка наиболее опытная, информированная.

Или, например, миграция северных оленей. Идут по тундре тысячи животных, и очень часто их ведет пожилая мудрая самка, не самая сильная физически, но зато прекрасно знающая, где переправиться через реку, где привал сделать, как обойти место, где хищники могут затаиться. Подобный опыт очень важен для вожака, и все олени идут за ней. Кстати, если вдруг на стаю нападают волки, то оборону организуют уже самцы, и вожак меняется.

3. Постоянные, иерархически организованные стаи с разделением функций

Самый сложный уровень – постоянные стаи, в которых существует иерархия членов сообщества. Есть вожак и несколько уровней подчиненных. Как правило, такие стаи, в которых может быть 30, или 50, или 70 особей, имеют постоянную территорию, и в этом случае работают принципы территориального поведения. Стая охраняет свою территорию и совместно решает большое количество разных задач (поиск пищи, защита от хищников, забота о детенышах). В такой стае вожак постоянно «на посту». А члены стаи непрерывно оценивают его по тому, удалось ли достичь общей цели.

Поэтому, начиная с какого-то уровня, физические данные вожака не так важны, а важно то, насколько он умеет взаимодействовать с другими особями, управлять их поведением и насколько в итоге вся деятельность стаи оказывается успешной.

Если положительных результатов нет, то растет напряженность и интенсивность атак конкурентов, в конце концов это может привести к смене вожака.

Преимущества и недостатки жизни в стае

Зачем организмы собираются в стаи? Когда вместе оказывается 5, 50 или 500 особей, целый ряд задач решается успешнее. С большей вероятностью находится еда и водопой, эффективнее обнаруживаются опасности, успешнее выращивается потомство. У хищников в стае возможна коллективная охота. Выживать в стае проще, поэтому организмы весьма охотно собираются в малые и большие сообщества.

Например, чайки совместно выслеживают рыбу, и после того как одна из них увидела косяк, остальные прилетают даже издалека. В итоге все чайки сыты – ведь рыбы обычно хватает на всех. Тут, конечно, важно, чтобы целью была не одиночная добыча, а некое скопление пищи.

В стаях прекрасно работает система взаимного оповещения, и, если один член стаи заметил какую-то опасность, чаще всего хищника, он предупреждает остальных. Это характерно, например, для африканской саванны, когда зебры следят, не подкрадывается ли львица в траве, а жирафы видят за пару километров, не затаился ли леопард на дереве. В итоге смешанные по видовому составу стада копытных эффективно предупреждают друг друга об опасности, и их не так легко застать врасплох.

Более того, если вместе собрались крупные копытные, они могут дать хищнику очень серьезный отпор. Случается, что львы-самцы вынуждены залезать на дерево, пока вокруг бродит стадо агрессивных буйволов. Этот пример показывает, что даже очень мощному хищнику сложно совладать с группой крупных и озлобившихся жвачных. Кстати, во время совместного противостояния хищникам внутристайная агрессия снижается.

Таким образом, жить в стае очевидно выгодно!

В процессе эволюции отбираются оптимальные способы организации стаи, делающие ее более успешной. И тут оказывается, что очень хороший путь повышения эффективности – создать внутри стаи иерархию, выстроить социальные взаимодействия так, чтобы кроме вожака было несколько уровней подчиненных. В этом случае возможно разделение функций, и это похоже на то, как клетки внутри нашего организма специализируются на обработке пищи, защите, сигнализации, размножении.

С другой стороны, хотя иерархия, разделение функций имеют массу преимуществ, примеров сложных иерархически организованных стай не так уж и много. Видимо, цепь мутационных преобразований в этом случае слишком сложна и многоэтапна, чтобы подобные иерархии появлялись часто. В основном мы видим такие стаи у высших млекопитающих: обезьян, дельфинов и косаток, слонов, гиен, сурикатов. Для создания иерархических сообществ у живых существ должен быть развитый мозг и мощные системы зеркальных нейронов.

Собравшись в стаю, высокоорганизованные млекопитающие не только начинают выяснять отношения, реализовывать стремление быть главным, выстраивают иерархию, но также учатся и подражают.

Таким образом, вклад в стайное поведение животных вносят самые разные врожденные программы, встроенные эволюцией в мозг. Это в числе прочего программы подражания, эмпатии, стремления к взаимному контакту, которые начинаются с детско-родительского взаимодействия.

С другой стороны, очень важным компонентом внутристайного поведения является агрессия. Она очень значима, и не только тогда, когда существо подвергается некой опасности, не только когда не хватает еды либо территории, но и когда не удовлетворяется потребность лидировать. Вот тогда агрессия «выходит вперед» и, соответственно, во многом определяет выстраивание иерархии. Поэтому фактор физической силы и размера особи все же имеет серьезное значение. Вместе с тем особь даже среднего размера за счет своей агрессивности может пробиться в лидеры, а какой-нибудь большой, но добродушный увалень никогда лидером не станет.

Таким образом, образование стай (сообществ) и формирование их структуры происходит за счет двух основных групп факторов:

● Программ социального взаимодействия и стремления к взаимному контакту; в их число, помимо прочего, входят детско-родительские отношения и программы подражания.

● Агрессивных проявлений, с которыми связаны такие феномены, как индивидуальная дистанция, «порядок клевания», очередность подхода к пище, доступность размножения и собственно потребность лидировать. У более агрессивных видов наблюдается более четкая иерархия. Если агрессивность для вида не столь характерна, вожаком часто оказывается пожилая опытная самка.

Формирование индивидуальной дистанции

Одним из проявлений агрессии внутри стаи является формирование индивидуальных дистанций. Такая дистанция между отдельными особями представляет собой некоторый аналог охраняемой территории. Будучи членом стаи, каждая особь пытается оградить себя, например, от неожиданного нападения кого-то из собратьев. Поэтому она сохраняет вокруг себя свободное пространство – небольшую личную территорию. Мы можем наблюдать, как функционирует программа соблюдения индивидуальной дистанции у птиц, которые относительно равномерно рассаживаются на проводах или на ветвях большого дерева.

Данная программа, конечно, проявляет себя и в человеческих сообществах. Например, когда группа студентов рассаживается в аудитории, многие стараются занять побольше места вокруг себя, кладут на соседние места сумки или куртки. Если такого студента просят подвинуться, то получается, что другой человек пытается скорректировать проявление программы индивидуальной дистанции. А ведь данный студент уже целых десять минут занимает три места, считает их своими, и вдруг такое посягательство – отъем участка территории, который он считал своим. Тут поневоле могут возникнуть негативные эмоции.

Другой наглядный пример формирования и нарушения индивидуальной дистанции – это рассадка и расстановка пассажиров в вагонах метро. Кстати, надо иметь в виду, что в разных странах и разных человеческих сообществах принята разная индивидуальная дистанция (социальная, персональная, интимная), и она, как указывают социологи, тесно связана с климатом, возрастом и полом респондентов, культурными традициями.

Проявление «порядка клевания» в различных сообществах

Широко известно явление, названное порядок клевания и определяющее иерархию в птичьей стае, где особи более высокого статуса имеют право атаковать нижестоящих. Термин «порядок клевания» предложил норвежец Торлейф Шьелдерупп-Эббе[[42] ], который еще в 20-е годы прошлого века наблюдал за курами. Оказалось, что в любом курятнике в сообществе из десятка кур кто-то обязательно главный. Доминирующая курица – альфа-самка – клюет всех остальных. Среди оставшихся можно выделить бета-самку, которая тоже всех будет клевать, а ее клюет только альфа. И так далее, по иерархии. Плюс еще какие-то сложные петли взаимоотношений, поскольку у альфа-самки может быть фаворитка, которую она не клюет, и тогда другие опасаются ее клевать, но она тоже других клевать побаивается.

Все эти непростые взаимодействия получаются даже на маленьком социуме всего из семи-десяти кур. Иерархию можно проследить и по индивидуальной дистанции, поскольку клевание проявляется именно в тот момент, когда эта дистанция нарушается. И конечно, очень показателен порядок подхода к пище: если низкоранговая курица сунется к кормушке первой, то получит по темечку. Когда все куры отдыхают, альфа располагается на самом удобном месте и на возвышении, а вокруг все остальные в соответствии с иерархией.

Термин «порядок клевания» так всем понравился, что сейчас используется в самых разных случаях, когда говорят об установлении рангов.

В том числе, конечно, и при описании рабочих коллективов и прочих вариантов взаимодействия Homo sapiens. Тут крайне показательны размер зарплаты, площадь кабинета и прочие привилегии.

До анекдотов и ссор доходит при попытке рассадить «по рангу» многочисленных гостей: кто окажется ближе к наиболее значимым персонам, а кто – дальше, и сами гости часто за этим ревниво следят. Или, например, в завершении важных политических либо экономических международных мероприятий (съездов, форумов, конференций) делаются официальные фотографии присутствовавших руководителей. Рассматривая такие снимки «простые люди» заинтересованно отмечают: «А наш лидер где стоит? Кто в самом центре? Кто находится по правую руку хозяина форума, кто по левую?» Военные звания, ученые звания, звания народных артистов и заслуженных мастеров спорта – все это лишь частные проявления могучих иерархических принципов.

А вот всем известная сказка про репку – своеобразная антитеза «порядку клевания». Дело в том, что наше чувство свободы (в мозге, конечно, имеются особые программы свободы, мы о них еще поговорим) часто протестует против такого принуждения, как строгая иерархия. И появляются вроде бы бессмысленные сказки – про то, как тянули-тянули репку дедки-бабки, собаки-кошки и ничего не могли сделать. Но пришла маленькая мышка – и победа! Существование подобного рода фольклора очень важный знак, ведь такие сюжеты переходят из эпохи в эпоху, от нации к нации. Следовательно, архетипы протеста против «порядка клевания» очень живучи и всегда сосуществуют, конкурируют с ранговыми принципами организации больших и малых сообществ людей.

Лидеры и подчиненные у лабораторных крыс

Иерархические взаимодействия изучаются не только в африканской саванне и в курятниках, но также в научных лабораториях. В этом случае удобнее всего брать наших любимых белых крыс и мышей, то есть грызунов, которых легко разводить и исследовать.

В крысином сообществе нет строгой многоуровневой иерархии, но тем не менее если посадить вместе десяток самцов, то у них очень быстро сформируются ранги. Для определения места в иерархии очень важна физическая сила и агрессивность особей, а еще – феромональный фон. Последний в значительной мере определяется высоким уровнем половых гормонов (прежде всего андрогенов).

Активная, уверенная в себе и агрессивная крыса может захватить власть в группе, стать доминантом, лидером, даже если не обладает максимальной физической силой (еще раз сошлемся на рис. 9.1).

Крысы выясняют между собой отношения в спаррингах: мы наблюдаем что-то вроде боксирования, когда самцы стоят столбиком друг напротив друга, громко верещат и толкаются передними лапками. А потом более отчаянная крыса наносит удар задними конечностями и кусает соперника. Как правило, эта крыса – будущий победитель. Установившаяся иерархия поддерживается за счет демонстрации агрессивности, поз подчинения, принудительного груминга.

В специальных экспериментах показано, что накопление опыта побед и поражений очень серьезно отражается на дальнейшем поведении грызуна.

Чем больше «триумфов» в спаррингах, тем нахальнее ведет себя самец и тем больше вероятность его дальнейших успехов. В результате он вполне может подчинить соперника, который его физически сильнее, но не имеет опыта побед. Напротив, если копится опыт поражений, то такая особь погружается в стресс и депрессию, меньше сопротивляется и легче занимает подчиненное положение.

Таким образом, в подобного рода ситуациях важны как некая врожденная основа («темперамент») и гормональный фон (тестостерон, адреналин), так и индивидуальный опыт. Предлагая самцу средней силы заведомо слабых соперников, мы повышаем его уверенность в себе. На втором этапе «тренировок» он уже без проблем победит тех, кто равен ему по физическим данным. А затем, не исключено, справится и с более сильными соперниками.

Подведем итог по иерархии грызунов. Быстрое установление лидерства в небольших группах происходит за счет первичных драк: боевая стойка, боксирование, удары задними лапами, укусы. Важны размер и физическая сила особи, а также уровень агрессивности, который зависит от гормонов стресса, половых гормонов, феромонов. Очень важен личный баланс побед и поражений. И конечно, работает «порядок клевания». Надо отметить, что доминант в крысином сообществе имеет преимущественное право на спаривание с самками.

Ощущение «Я победитель!» важно, конечно, не только для грызунов. Оно очень значимо и для любого человека. В педагогике похвала активно используется, и это правильно. Сделал, например, ребенок что-нибудь правильное, полезное, и, даже если его поступок не очень значим, важно сказать: «Какой ты молодец! Как замечательно ты преодолел все трудности и опасности!» Цель родителя и педагога – поддержать маленького человека, сделать так, чтобы его мозг получил опыт победы, чтобы ребенок и дальше старался преодолевать препятствия. С аналогичной целью проводят тренинги психологи, всякого рода коучи и т. п.

Иерархия внутри крысиного сообщества устанавливается, конечно, не навсегда. Но пока доминант молод, силен, агрессивен, он будет всех держать если не в страхе, то по крайней мере в подчинении. Кстати, у крыс явный знак доминирования и подчинения – уже упомянутый выше принудительный груминг. Груминг – это уход за телом, в данном случае вылизывание. Альфа-самец группы вылизывает подчиненного, а тот должен терпеть и радоваться: «О, спасибо, вождь!» Низший по иерархии изо всех сил старается выразить удовольствие или по крайней мере не пищать от ужаса. Подобные поведенческие проявления, по сути, являются ритуализацией агрессии.

Интересно и важно, что обезьяны аналогичную программу реализуют с точностью до наоборот. У приматов груминг тоже играет очень важную социальную и коммуникативную функцию, но та обезьяна, которая его выполняет, – обычно не лидер, а лишь особь, приближенная к вожаку. Получается, что в обезьяньей стае тот, кого чистят, – главный, а тот, кто чистит, – подчиненный.

В крысиной группе установление иерархии обычно происходит относительно мирно, без серьезного травматизма. Почему? Потому что крысы, обитающие на определенной территории, как правило, потомки одной пары. И у них общий запах, некий определенный запах данной семьи. Это же касается семей муравьев, пчел, термитов.

Если на территорию крысиной стаи забредет чужак, то хозяева будут очень агрессивны, и его могут просто убить. А если какую-либо особь отсадить с территории стаи, месяц подержать отдельно, после чего вернуть, может случиться неприятная история. Бедное животное ужасно обрадуется, что воссоединилось с родными и близкими, но его, скорее всего, будут преследовать и кусать, потому что у него теперь чужой запах. Чтобы благополучно вернуть отсаженную крысу в стаю, надо сначала ее в клетке поставить посреди территории стаи, чтобы она там несколько дней пожила и «пропиталась» общим запахом. Лишь тогда можно ожидать, что все закончится хорошо.

Позы покорности и позы преувеличения

Взаимодействие «вожак – подчиненный» в стаях очень мощно ритуализируется. Вожаку не нужно каждый раз нападать на подчиненного, кусать его. Достаточно, проходя мимо, многозначительно на него посмотреть. Если в ответ подчиненный принял ритуальную позу – позу подчинения или детскую позу, то все в порядке, доминант его не трогает. А вот если не принял позу покорности, тогда можно и о наказании подумать.

Поэтому положение, когда вожак демонстрирует некую ритуальную агрессивность, а подчиненный – ритуальную позу покорности, является очень распространенной ситуацией.

Более того, у вожаков и вождей принято периодически проявлять агрессию, потому что если начальник хотя бы иногда не изругает подчиненного, то подчиненный совсем распустится и того гляди уважать перестанет.

В обезьяньей стае совершенно понятно, кто вожак, а кто подчиненный. Вожак очень часто «преувеличивает» себя: старается надуться, расправить плечи, сесть повыше. В человеческом обществе для вожаков и лидеров тоже очень важно каким-то образом выглядеть крупнее. Ни один король еще не ставил себе трон в яме. Наоборот, насыпается холм, на этот холм ставится трон, на котором даже полутораметрового роста человек выглядит гигантом. А подчиненный, наоборот, должен стать поменьше, согнуться, поклониться, пасть ниц. Тогда, может быть, благосклонно отнесутся…

Во все века для зрительного увеличения роста и размера использовались каблуки, накладные плечи, высокие шляпы. Военные очень любят подобные головные уборы – шлемы, кивера, фуражки, которые сразу добавляют офицеру 20–30 сантиметров роста. А у животных, соответственно, принято вздыбить шерсть, выгнуть спину, расправить плавники, чтобы противнику стало видно, с каким большим существом он хочет связаться. Серьезный знак нарастания агрессии – показать свое главное оружие, то есть оскалить зубы, наставить на противника рога или сделать какие-то движения, связанные с нападением.

Антропологи считают, что человеческая улыбка – это ритуализированная «остановленная на полпути» угрожающая гримаса. Мы скалим зубы, если нам угрожают, но дальше этот оскал несколько видоизменился, превратился в улыбку и теперь уже показывает наши дружественные намерения.

Например, к нам приближается некто незнакомый, мы на всякий случай «показываем зубы» (мимика агрессии). Но проходит пара секунд, и мозг понимает – этот субъект на самом-то деле нам известен и даже входит в круг друзей. И тут вместо глобального изменения мимического паттерна мы его просто немного модифицируем – пожалуйста, на лице уже приятная улыбка.

Вилейанур Рамачандран в своей книге «Мозг рассказывает. Что делает нас людьми»[43] пишет о происхождении человеческой улыбки:

Когда к одной человекообразной обезьяне приближалась другая, по умолчанию предполагалось, что приближается потенциально опасный чужак, так что она сигнализирует о своей готовности к битве, обнажая клыки в гримасе. Это получило дальнейшее развитие в ритуализированном притворном проявлении угрозы, агрессивном жесте, предупреждающем незваного гостя о возможном возмездии. Но, если в приближающейся человекообразной обезьяне распознан друг, угрожающее выражение (обнажение клыков) прерывается на полпути, и эта частичная гримаса с наполовину спрятанными клыками становится выражением умиротворения и дружелюбия.

В обезьяньих стаях существуют покорные, принижающие себя особи, которые для вожака и еду принесут, и травку подложат на то место, куда он сел, и комаров будут отгонять, и груминг ему делать, конечно. Все это очень серьезные программы, прописанные в мозге, и в человеческом обществе подобные услужливые льстецы, конечно, тоже встречаются и преуспевают (взять хоть незабвенного Молчалина из «Горя от ума»)…

Груминг у обезьян, кстати, приносит и вполне реальную пользу, когда одна мартышка или павиан у другой особи из шерсти паразитов выбирает, а еще – кристаллики соли. Соль – ценный ресурс для питания обезьян. Когда пот испаряется, на шерсти остаются такие кристаллики и можно их проглотить.

Иногда демонстрацией покорности нижестоящего служит ритуальное спаривание. Тогда позы, которые используются при половом акте, становятся особыми знаками подчинения. Если самка хочет показать свою зависимость от самца, она принимает характерную позу готовности к копуляции, подставляя заднюю часть тела. Необязательно за этим последует реальное спаривание, часто это именно ритуал, подтверждающий прочность уже сформированной иерархии и социальных связей. Подчиненный младший самец, демонстрируя покорность вожаку (особенно если несколько минут назад сделал что-то не то), может принять аналогичную позу и ожидать, что вожак в ответ сделает несколько характерных ритмичных движений. Если это произойдет, то все обошлось, младшего простили, можно жить дальше. А если нет, то получается, что начальник затаил злобу, и подчиненный останется в состоянии тревоги, стресса и даже откровенной паники.

Стая воронов не имеет жесткой иерархии, их сообщества носят временный характер, но тем не менее и у этих птиц существуют угрожающие позы и позы подчинения. Последние нередко могут быть трансформированными элементами детского поведения (выпрашивание пищи) либо выглядят как подставление уязвимого места (затылка).

«Детские» позы характерны также для волков, собак. Рядовой член стаи падает перед вышестоящей особью на спину и подставляет беззащитное брюхо. Как и в случае воронов, подчиненные особи могут выполнять специальные движения, напоминающие выпрашивание пищи. Интересно, что порой позы подставления используются вожаками. Этим они показывают подчиненному: «Я тебя не боюсь». Так, доминантный волк может подставить горло другому члену стаи, а ворон – глаз другому ворону.

Зависимость стресса и иммунитета от места в иерархии

Можно подумать, что доминанту в сообществе живется лучше всех. Однако это не всегда так, поскольку у него много проблем и ему надо постоянно за всеми следить. К вершине власти регулярно подбираются молодые и нахальные самцы, с которыми доминирующему самцу приходится выяснять отношения, отстаивая самок и территорию, а подчиненные самки так и норовят разбежаться в разные стороны и «пойти налево». Ученые предположили, что вожак живет в постоянном стрессе. Конечно, самые низкоранговые особи тоже живут в постоянном стрессе, поскольку их все «клюют». Получается, что, среднеранговым живется лучше всех? Когда стали анализировать различные стаи, то оказалось, что в принципе это справедливо для относительно однородных стай, где иерархия не очень четкая. Например, в стаях цихлид. У этих рыб наиболее здоровыми являются середнячки, потому что самый главный тратит слишком много сил на поддержание доминирования, а низкоранговые все время в депрессии.

Но в обезьяньих сообществах и других стаях с серьезной иерархией это не так.

Оказывается, статус настоящего вожака имеет бонусы, которые в итоге делают именно лидера наиболее преуспевающим членом «коллектива» с наилучшим здоровьем и самым крепким иммунитетом.

Здесь огромную роль играет окситоцин – гормон и медиатор, который отвечает за привязанность. Именно окситоцин позволяет улучшить работу иммунной системы, снизить воспалительные процессы и в итоге повышает уровень здоровья, долголетия, активности вожака.

Низкоранговой обезьяне в стае живется непросто, она находится в состоянии хронического стресса, и иммунитет у нее плохой. Проживет такая обезьяна не очень долго и не очень счастливо. А вот у вожака, конечно, периодически случаются стрессы, особенно когда надо отбиваться от молодых самцов, но в остальное время настоящий вожак иерархической стаи окружен любовью и почитанием подчиненных. Например, вожак стаи павианов буквально купается в окситоцине – это работает на укрепление иммунитета и улучшение состояния организма. Поэтому в обезьяньих стаях мы часто видим, что вожак правит долго и счастливо, даже когда он становится весьма пожилым и физически уже не самым сильным. Структура стаи работает на него. Если в этой стае появляется какой-нибудь молодой нахал, то другие самцы (а часто и самки) препятствуют его притязаниям на лидерство, потому что стая при опытном вожаке вполне успешна и менять подчиненные ничего не хотят.

Как детеныши обезьян вступают в иерархию?

Разберемся, как происходит встраивание в иерархию стаи подросших обезьяньих младенцев. Путь этот совсем не прост, особенно у самцов. Поначалу «ребенку» можно все что угодно. Потом, когда детеныш еще не достиг возраста подростка, но стал уже вполне осмысленным существом, его статус зависит от статуса матери. И взрослеющая самка в дальнейшем останется примерно на том же уровне. А вот молодого самца ждет неприятная трансформация. Едва начнется половое созревание и «мальчик» начнет ухаживать за самками, проявляя элементы полового поведения, ему тут же наподдадут старшие самцы. Статус детеныша теряется, и подросток занимает место в самом низу иерархии. Несколько дней этот молодой самец будет в сильнейшей фрустрации, депрессии, но потом жизнь возьмет свое, и он начнет «карьеру» в стае с нижнего уровня.

Обезьяньи детеныши, в частности детеныши шимпанзе, очень чутко относятся ко всем социальным знакам, позам, жестам. Во многом этому способствуют совместные игры-«догонялки», борьба подрастающего молодняка. Во время игр оцениваются силы соперников, тестируются социальные отношения; игра – это проба и совершенствование многих важнейших программ, которые понадобятся в будущем. Речь идет не только о двигательных навыках вроде «Как я здорово бегаю и прыгаю!», но и о программах лидерства: «Я тебя поборол, значит, я сильнее и буду главным» или «Это моя территория: попробуй прогони!». Так идет наработка бесценного индивидуального опыта.

Итак, программы лидерства для стайных животных очень значимы.

Наверх активно «взбираются» более агрессивные особи, у которых много половых гормонов и гормонов стресса, а также особи, умеющие наладить контакты с другими членами стаи.

Для этого в ход идут самые разные приемы: взаимный груминг, подкупы вышестоящих с помощью еды, интриги и хитрости.

Но мозг у всех разный, и далеко не для всех обезьян быть лидером значимо. Нередко бывает, что в обезьяньих стаях какой-нибудь крупный и мощный самец не проявляет стремления стать вожаком. Да, он большой и физически сильный и будет занимать место где-то в середине иерархии или ближе к верху, но он никогда не попытается «захватить» верховную власть. Ему просто это не нужно, не хватает уровня агрессивности; программы лидерства в его нервной системе установлены не очень ярко. К тому же у него может быть масса других интересов: лень («экономия сил»), вкусная еда, исследование и новизна мира, свобода… Кстати, и среди людей далеко не все стремятся стать вождями и командирами.

И все же в стаях наших ближайших родственников – шимпанзе – в большинстве случаев самцы активно взбираются наверх, интригуя против конкурентов. У них существует масса приемов, помогающих повысить свой статус. Например, молодой самец вступает в альянс с двумя-тремя сверстниками, и они действуют сообща. Также юный нахал может «подставить» конкурента. Как это происходит? Типичный прием: низкоранговый самец задирает самца среднего ранга и, удирая от него, проскакивает мимо вожака. А вожак смотрит: «Что это за безобразие? Кого-то бьют без моего указания!» Ловит этого самого среднерангового и дает ему оплеуху. Две-три таких ситуации – и статус среднерангового понизится, а статус «интригана», соответственно, возрастет. Для продвижения по иерархической лестнице можно также поиграть с детенышем любимой самки вожака. Вожак это оценит, и «подхалим» будет повышен в ранге. Подобные приемы хорошо задокументированы этологами.

Мозговые центры, связанные с лидерством и подчинением

В какой части мозга локализованы данные программы? Ключевым центром вновь оказывается миндалина, расположенная в глубине височных долей больших полушарий. Это не должно удивлять, поскольку деятельность нейросетей миндалины действительно является основой для реализации самых разных типов социального поведения, за исключением, пожалуй, полового и родительского.

Миндалина (амигдалярный комплекс) представляет собой сложную систему структур, в пределах которой взаимодействует десяток ядер: латеральные, базолатеральные, центромедиальные, кортикальные. Они имеют большое количество входов от сенсорных систем, связаны с гипоталамусом, голубым пятном, гиппокампом, лобной корой, покрышкой среднего мозга. Интенсивно исследуется участие миндалины в формировании эмоциональной памяти; существует много информации по половому диморфизму данной области (у мужчин она крупнее), роли в развитии социофобий, посттравматических расстройств и даже в становлении политических взглядов человека.

В целом, судя по всему, имеет место функциональная специализация различных областей миндалины: одно ядро преимущественно занимается территориальным поведением, другое – лидерством, третье – агрессией, четвертое – контролем половой мотивации. Но все же чрезмерно жесткая привязка амигдалярных структур к определенным функциям не является оправданной, поскольку многие задачи решаются нейросетями разных областей миндалины совместно.

В ходе эволюции и при оценке индивидуальных вариаций объем миндалины оказывается сопряжен со степенью сложности внутривидовых отношений. Люди (и животные) с более крупной миндалиной социально активнее, они поддерживают больше связей с сородичами, а степень сложности таких связей выше.

Известно, что существует корреляция между размером (объемом) миндалины человека и его стремлением взаимодействовать с другими людьми. Например, установлена статистическая связь с числом номеров адресатов в мобильном телефоне или количеством друзей в социальных сетях (рис. 9.2). Если миндалина повреждается, то стремление к социальному взаимодействию (в том числе к лидерству) может вообще исчезнуть.

Нейроны миндалины возбуждаются, когда кто-то нарушает нашу индивидуальную дистанцию. Уже было упомянуто, что комфортное индивидуальное расстояние для разных людей весьма различно. Но в любом случае у каждого из нас есть представление об индивидуальной дистанции, и, когда собеседник подходит слишком близко, ощущается дискомфорт. В этот момент активируются и правая, и левая миндалины; при двустороннем повреждении этих зон человек перестает отслеживать дистанцию.

Рис. 9.2. Связь между размерами миндалины и социальной активностью человека (по R. von der Heide с соавт., 2014). Для правой и левой миндалины показаны значимые корреляции между объемом серого вещества (grey matter volume) и количеством друзей в «Фейсбуке» (верхние графики), а также числом Данбара[[44] ] (количество постоянных социальных связей, которые поддерживает человек; нижние графики). Каждая точка на графиках – конкретный испытуемый

Миндалина очень мощно активируется, когда мы видим или слышим (или обоняем) различные проявления эмоций. С ней связаны зеркальные нейроны, которые переносят на нас эмоции, испытываемые другим человеком. Например, зеркальные нейроны работают, если врач представляет себя на месте пациента. Здесь же, в миндалине, находятся клетки, которые активируются, если подражание доставляет нам удовольствие. Подражать вожаку стаи очень значимо, это важный источник положительных эмоций. Если подчиненной особи удалось сделать то же самое, что и вожаку, то, соответственно, у этой особи в мозге выделился дофамин и вызвал позитивные переживания.

Установление социальной справедливости в сообществах

Миндалина очень значима для выстраивания глобальной иерархии, она отслеживает не только отношения «вожак – подчиненный», но и взаимодействие между равными особями. В больших стаях часто встречаются ситуации, когда десять павианов или мартышек примерно одинаковы по своему статусу. Миндалина следит, чтобы мартышка вашего статуса не получила слишком много. Можно называть это завистью, а можно – социальной справедливостью в отношениях с равными по рангу.

В книге приматолога Франса де Вааля описан очень показательный эксперимент с двумя равными по рангу в стае обезьянками-капуцинами (видеозапись данного опыта вы без труда найдете в интернете). Оба капуцина обучены выполнять одно и то же задание, причем животные находятся в соседних клетках и прекрасно видят, что делает сосед. Исследователь кладет жетон-камешек с наружной стороны клетки рядом с решеткой. Капуцин должен взять этот камешек и отдать ученому, за что получает немного еды (то есть идет «обмен» жетона на пищу). Если обезьянке, сидящей в правой клетке, в награду давать виноградину, а той, которая находится в левой клетке, – кусочек огурца, то у второго капуцина очень быстро начнется истерика. В первый раз он, конечно, возьмет огурец, даже откусит его. И с недоумением посмотрит на соседа, который ест виноград. Если во второй раз дать обезьянке в левой клетке огурец, то овощ будет выкинут наружу. А на третий раз капуцин устроит бунт, будет трясти клетку и возмущенно кричать. Так он протестует против нарушения справедливости.

Мозг отслеживает подобные ситуации, и, судя по всему, они направленно детектируются нейронами миндалины.

Многие философы и психологи были абсолютно уверены, что представление о равенстве и братстве свойственно только человеку и возникло не раньше времен Великой французской революции. Но даже такие небольшие обезьянки, как капуцины, демонстрируют понимание справедливости.

Что уж говорить о шимпанзе – они порой даже готовы отказаться от винограда (да-да, именно так; справедливость плюс эмпатия), если сосед получает всего лишь огурец!

Однако, если в распределение труда и награды вмешивается иерархия, тут все меняется, и ни о какой справедливости речи не идет. В одном из экспериментов четыре вороны некоторое время находились в общей вольере, и у них выстроился порядок клевания. Далее ворон обучили для получения пищи нажимать рычаг – давали небольшие порции еды только после совершения правильного действия. Что произошло спустя некоторое время? Обнаружилось, что в этом небольшом сообществе больше всех нажатий совершает самая низкоранговая особь, а меньше всех – доминант: 80 % против 2 %. При этом, конечно, низкоранговая птица не получает львиную долю еды, а лишь 30–35 % корма. «Заработанной» ею пищей пользуются другие вороны, присваивая по 20–25 %, хотя доминант нажатий почти не совершает. Вот такая «эксплуатация» низкоранговых (как правило, молодых) особей.

Аналогичного рода эффекты, демонстрирующие, как на представление о справедливости накладывается социальная иерархия, выявляются также в опытах на крысах и, конечно, на обезьянах. Разделение труда в сообществах – очень важный фактор, это позволяет стае функционировать более эффективно. Разделение труда можно видеть и у грызунов – голых землекопов, бобров (кто-то валит деревья, кто-то строит плотину).

В стаях с временными вожаками, без четкой иерархии и явного разделения функций, например в мигрирующих оленьих стадах или стаях диких гусей, которые летят в Лапландию, огромное значение имеет подражание наиболее опытному члену сообщества. В этом случае работают зеркальные нейроны, и с их помощью на вожака (часто это пожилая самка) ориентируются все остальные особи.

В иерархически организованной стае все гораздо сложнее. Происходит выстраивание нескольких степеней подчинения, и чем больше и сложнее стаи, тем четче разделение труда и тем более ритуализированы отношения между подчиненными и вышестоящими. К примеру, стая павианов в боевом порядке идет по саванне. На них может напасть леопард или лев, и нужно быть готовыми ко всему. Поэтому мощные молодые самцы идут по краям, самки с детенышами – в центре. Впереди стаи – разведчики, это, как правило, пожилые опытные самцы. Такой «поход» очень хорошо организован и сконфигурирован.

В обезьяньих стаях вожаками, как правило, являются самцы. У самок существует параллельная иерархия, которая связана с тем, насколько близка овуляция, беременна ли эта самка, кормит ли она детеныша грудью. В случае беременности или наличия детеныша статус самки повышается. Статус самок, с которыми спаривается вожак, самый высокий.

Примером сложных обезьяньих стай являются сообщества гелад. Это павианоподобные крупные мартышки, которые живут в Эфиопии на высокогорных плоских территориях и питаются злаками. В стае примерно 50 членов, они бредут по равнине, разыскивая и собирая пищу. У гелад очень четкое разделение труда. Члены сообщества разделяются на часовых, разведчиков и собирателей. Различные стаи движутся по равнине недалеко друг от друга. Иногда несколько сотен гелад могут идти в одном направлении. Конечно, у них устанавливаются очень интересные отношения и внутри стаи, и между стаями. Именно на геладах показано, как, например, пожилой, но опытный и заслуживший уважение самец долго сохраняет власть, несмотря на притязания молодых и нахальных.

Влияние серотонина и МАО на статус особи в стае

Мы уже знаем, что для агрессии и социального взаимодействия очень значима миндалина и разнообразные ее повреждения приводят к тому, что активно-оборонительное поведение и стремление к лидерству ослабевают. То же самое делают вещества, которые усиливают активность системы серотонина. Один из классиков нейрофизиологии, испанец Хосе Дельгадо[[45] ], установил, что выключение центров агрессии приводит к быстрой потере статуса, и такие же эффекты вызывает введение агонистов серотонина.

Серотонин является одним из важнейших медиаторов центральной нервной системы и в значительной степени отвечает за уровень наших эмоций. Данное вещество связано не столько с усилением положительных эмоциональных переживаний, сколько с уменьшением и торможением отрицательных. Получается, что в целом действие серотонина очень позитивное: меньше негативных эмоций – больше уровень счастья.

При этом серотонин действует «в одной упряжке» с медиаторами дофамином и норадреналином, которые вызывают положительные эмоции.

Главное скопление нервных клеток, которые вырабатывают серотонин, находится в самой срединной области стволовых структур – это так называемые ядра шва (см. рис. 9.1). Эти ядра протянулись от среднего мозга через мост до продолговатого мозга включительно; аксоны их нейронов расходятся по всей центральной нервной системе. В коре больших полушарий, таламусе, гипоталамусе, мозжечке, спинном мозге множество серотонинергических синапсов. Они запускают сонное состояние, контролируют болевую чувствительность и, как уже было сказано, снижают активность центров отрицательных эмоций. Именно эта составляющая активности серотонина сделала препараты, усиливающие работу соответствующих синапсов, основной группой антидепрессантов (рис. 9.3, см. схему синапса).

В правом верхнем углу дана схема серотонинового синапса; инактивация серотонина производится за счет его переноса обратно в аксон и разрушения с помощью МАО. Вещества, усиливающие выброс серотонина (1), тормозящие его перенос обратно в аксон (2) и блокирующие МАО-А (3), являются важнейшими группами антидепрессантов.

При депрессиях происходит нарушение равновесия между центрами положительных и отрицательных эмоций (гипоталамус, прилежащее ядро, миндалина, островковая кора), прежде всего из-за ослабления положительных эмоций.

Развивается состояние «жизнь меня не радует…».

Если человеку нужно справиться с депрессией, то важно улучшить баланс между центрами позитивных и негативных эмоций. Самый легкий и доступный путь – поведенческий, на уровне обыденной жизни. Попытайтесь снизить отрицательные переживания (помогите серотонину) и усилить положительные (помогите дофамину и норадреналину). Последнее возможно за счет повышения двигательной активности (спорт, танцы, прогулки), расширения круга друзей, участия в новых и интересных проектах и так далее и тому подобное. Не помогает – значит, нужна помощь психолога, психотерапевта, а в некоторых случаях – антидепрессанты. Легкие антидепрессанты (такие как флуоксетин/прозак) усиливают работу серотониновых синапсов. А сильные, мощные препараты одновременно влияют на все три медиаторные системы (серотонина, норадреналина, дофамина), вызывая серьезные физиологические изменения.

Рис. 9.3. На рисунке вверху слева показано расположение ядер шва – ключевых структур головного мозга, использующих в качестве медиатора серотонин; внизу представлен поперечный срез среднего мозга (см. также рис. 3.1), где отмечены ядра шва и управляющее ими центральное серое вещество. В правом верхнем углу дана схема серотонинового синапса; инактивация серотонина производится за счет его переноса обратно в аксон и разрушения с помощью МАО. Вещества, усиливающие выброс серотонина (1), тормозящие его перенос обратно в аксон (2) и блокирующие МАО-А (3), являются важнейшими группами антидепрессантов

В конце прошлой главы уже упоминался фермент МАО – моноаминоксидаза, который разрушает дофамин, серотонин, норадреналин. После того как эти медиаторы выделились в своих синапсах, «нажали» на кнопочки-рецепторы, именно МАО способствует прекращению передачи сигнала между нервными клетками. Но при депрессии этот сигнал и так слаб. Поэтому, если частично блокировать моноаминоксидазу, в мозге окажется больше серотонина, норадреналина, дофамина, и депрессия может отступить.

Здесь, конечно, существует опасность введения избытка блокатора МАО. Тогда фермент совсем выключится, а дофамина и норадреналина окажется так много, что могут возникнуть агрессивные проявления. Если у человека генетически снижена активность моноаминоксидазы, это тоже является коррелятом всплесков агрессии (но, с другой стороны, служит коррелятом стремления к лидерству).

В конце XX века главным кандидатом на причину проявления антисоциального поведения у мужчин (как известно, в тюрьмах и прочих местах заключения содержится мужчин в 10–20 раз больше, чем женщин) считалась лишняя Y-хромосома, на нее возлагали ответственность за избыточную агрессию. А сейчас во многом стали винить ситуации, когда плохо работает моноаминоксидаза, причем не всякая, а определенного А-типа – то есть та, которая избирательно разрушает норадреналин (вспомним историю про семью Бруннеров). МАО-А, конечно, разрушает и серотонин, но в ситуациях импульсивной агрессии резкий всплеск активности норадреналина, обусловленный, например, внезапным сильным стрессом, очевидно доминирует.

Мозг – арена конкуренции многих программ

Еще раз подчеркнем, что, несмотря на то что лидерство – очень важная программа, она активно установлена в мозге далеко не каждого. Есть люди, которые стремятся вырваться и вырываются из сетей и стереотипов иерархии, подчинения, лидерства. Их называют дауншифтерами, и они рассуждают примерно так: «Зачем я буду работать больше, чем нужно? Уже заработал достаточно, чтобы скромно жить где-нибудь в теплых странах или хотя бы отдыхать там по полгода… Не буду работать больше, чем необходимо!» Такой подход в числе прочего поддерживается программами экономии сил: «программой лени» и тем, что мы называем «стремлением к свободе».

Важно понять, что нервная система – арена конкуренции очень многих программ. Есть программы лидерства, подражания вожаку, агрессивности. Но также есть программы, которые говорят о важности свободы для нашего мозга.

О них еще Иван Петрович Павлов писал: «Рефлекс свободы – преодоление ограничений в свободе перемещений: основа свободолюбия человека»[46].

Подобные программы и поведение иногда позволяют животному или человеку вырваться из социальной иерархии, существовать в какой-то мере свободно и независимо от стаи и коллектива. Пусть не всегда успешно или не очень долго, но все же подобное существование вне сообщества возможно.

Так, в обезьяньих стаях далеко не все особи встроены в иерархию. Бывает, что живет стая, а рядом, где-то не очень далеко, ходит группа из двух-трех самцов или даже одинокий самец, который не ощущает особого дискомфорта. И он не желает быть членом структуры, выполнять какие-то общественные функции, а является таким своеобразным подобием отшельника и дауншифтера.

Подражание лидеру в рекламе, в обществе

Подражание вождю, лидеру используется в человеческом обществе в самых разных целях, в том числе в рекламе. Например, для того чтобы продать что-то дорогое, нам показывают очень успешного человека. Так продвигают дорогие товары люксовой категории, обладание которыми в человеческом сообществе заменяет обезьяньи ритуалы, характерные для взаимодействия вожака и его подчиненных.

При этом, во-первых, работают зеркальные нейроны, генерирующие призывы «Подражай!», с другой стороны, в скрытом виде рекламируется статус. Если у меня есть такая машина, такие часы или костюм, то я, вне сомнений, на вершине успеха. «Эта вещь будет только у вас и еще у семи самых богатых человек во всем мире» – такое заявление впечатляет!

Идеологические системы тоже играют и манипулируют с программами агрессии, свободы, сопереживания, стремления лидировать. В каждой конкретной религии баланс между этими программами разный и наблюдается разное соотношение агрессии, эмпатии и свободы. Проанализируйте с этой точки зрения хотя бы основные мировые религии.

Еще более сложная ситуация возникнет, если мы станем анализировать властные структуры и начнем, например, с советов Никколо Макиавелли, которые он дает в своем «Государе»…

Нам, людям, не вхожим в «топы» политических и религиозных иерархий, важно понимать, что избыточное, бессознательное подчинение лидерам и авторитетам делает человека жертвой не только коммерческой, но также идеологической «рекламы» (пропаганды), создает возможность для манипуляций сознанием и волеизъявлением.

В целом отношения лидерства и подчинения пронизывают всю нашу жизнь. Они присутствуют при взаимодействии с государством и религией, в рабочем коллективе, семье, компании друзей. Эти программы имеют серьезную врожденную основу и базируются на гормональном фоне и личном жизненном опыте человека.

Очень важно, чтобы лидерство не становилось самоцелью, а использовалось на благо сообщества. С другой стороны, не менее значимо подчиняться вожаку, ориентируясь на ту же самую цель. Можно, правда, спросить: «А что это за "благо" такое, как отличить его от пустой траты энергии или даже вреда?» Тут, конечно, не всегда находится удовлетворяющий нас ответ. Те, кто особенно глубоко задумаются, могут захотеть выскользнуть из сетей иерархии, бюрократии и пропаганды, стать фрилансерами или дауншифтерами. Или, например, стать вольными фермерами, которые сначала присмотрели себе заброшенную деревню, а после переехали в нее жить, разводить коз и коров, понемногу обустраивать окрестности… Это тема для серьезных и неспешных размышлений, порой меняющих все наше существование и систему ценностей.

Глава 10. Гомеостаз и поддержание здоровья

Что такое гомеостаз

В данной главе мы будем разбираться, как мозг работает с внутренней средой организма. Ключевое слово в этом случае – гомеостаз. Гомеостаз (от греческого homois – «стабильный», «одинаковый» и stasis – «стояние», «неподвижность») дословно означает «одинаковое состояние». Термин «гомеостаз» ввел в употребление американский физиолог Уолтер Кеннон[[47] ].

Приведем определение гомеостаза: это способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.

Можно и проще: гомеостаз – оптимальное стабильное состояние внутренней среды организма и способность его сохранять.

Гомеостатические процессы – это события, происходящие внутри целостного организма; они направлены на поддержание динамического постоянства его внутренней среды. Поэтому все физиологические и многочисленные патологические реакции (нарушение кровообращения, воспаления) являются приспособительными реакциями, нацеленными на восстановление гомеостаза – постоянств температуры тела, давления и химического состава крови (О_2, СО_2, NaCl, концентрация глюкозы, ионов кальция, гормонов). Поддержание гомеостаза необходимо для того, чтобы органы хорошо функционировали; мозг при этом получает сигналы: «Все в порядке, организм здоров!» Когда что-то не так с сердцем или легкими, с печенью или иммунитетом, тогда необходимо восстановить утраченное равновесие. Например, если концентрация углекислого газа в крови растет, к дыхательным мышцам приходит команда увеличить активность и обеспечить удаление избытка СО_2.

В основном мозг справляется с проблемами поддержания постоянства внутренней среды без участия сознания. Ведь соответствующие программы настолько важны, что сознание лучше вообще к ним не подпускать. Представьте, что маленький ребенок мог бы волевым усилием регулировать работу сердца. Вряд ли бы это привело к чему-то хорошему. Дети любопытны и способны, например, запихнуть в нос совершенно посторонний предмет (интересно, поместится?). Точно так же из любопытства ребенок мог бы остановить свое сердце – просто чтобы посмотреть, что получится. Ну а взрослому пришлось бы все время думать: «Не забыть отдать команду сердцу, а то оно выключится». Совершенно ни к чему загружать высшие центры головного мозга такими рутинными задачами, с которыми может справиться спинной мозг, ствол, а иногда и сам внутренний орган с помощью небольшого числа специализированных клеток.

Если вновь обратиться к классификации потребностей по Абрахаму Маслоу, разобранной в первой главе, то данная тема лежит в основании пирамиды и относится к физиологическим потребностям. По классификации П. В. Симонова гомеостаз относится к категории витальных потребностей. Павел Васильевич особо выделял гомеостатические потребности. В их число входят программы, связанные с сердечно-сосудистой системой, дыханием, терморегуляцией. Сюда же относится деятельность системы сна и бодрствования, о которой мы еще поговорим. Но для начала разберемся c сердечно-сосудистой регуляцией, дыханием, взаимодействием с эндокринной системой, то есть с наиболее витальными функциями организма.

Стабильные параметры нашего тела

Понятие гомеостаза является одним из базовых в физиологии. Оно так же значимо, как понятие рефлекса или пластичности нервных клеток. Этот основополагающий термин позволяет одним словом охарактеризовать задачу, решаемую очень большим кругом регуляторных систем. Действительно, телу для нормальной работы нужно, чтобы целый ряд параметров был относительно стабилен. К таким параметрам относится, например, температура. Для человека, как теплокровного позвоночного, 36,6 ºС – идеальная видоспецифическая температура, при которой органы и ткани чувствуют себя лучше всего. Когда температура изменяется на плюс-минус полградуса, организму уже становится нехорошо; при отклонении в один градус ему явно плохо.

Нашему телу небезразлично, с какой скоростью и интенсивностью кровь переносит необходимые вещества. Параметры работы сердца, частота и сила сокращений, тонус сосудов (насколько они сжаты или расширены в разных частях тела) должны быть относительно стабильными. Эти непростые задачи в основном решаются без участия нашего сознания, потому что думать про тысячи километров сосудов нам явно недосуг. Важен постоянный химический состав крови. Прежде всего содержание кислорода и углекислого газа, что связано с нашей дыхательной системой.

Из всего списка витальных потребностей дыхание наиболее необходимо для жизни. Через 20–30 секунд без поступления свежего воздуха организму уже становится плохо. При этом дыхание прекрасно поддается произвольному контролю. И потому дыхательная гимнастика – простой и доступный для каждого способ быстро переключить нервную систему с состояния стресса, волнения на процессы, которые по-настоящему важны и значимы; способ утихомирить эмоции, остановить «проговаривание» каких-то слишком назойливых мыслей.

Состояние большинства внутренних органов можно описать некими параметрами. Например, растяжение стенок мочевого пузыря, бронхов, аорты или химический состав крови внутри сосудистого русла. Поддержание стабильности таких параметров опирается на информацию, получаемую от многочисленных нервных волокон-рецепторов – температурных, химических, механочувствительных, расположенных во всех органах и в самой нервной системе (например, в гипоталамусе, в продолговатом мозге). Получив сенсорные сигналы («интерорецепция»), мозг запускает рефлекторные реакции. При этом работают, как правило, врожденно сформированные цепочки нейронов. Если вдруг состояние отклоняется от идеала, то реакция будет направлена на то, чтобы вернуться обратно к «точке нормы».

Подобного рода системы, которые отслеживают некий параметр и, если он отклоняется, возвращают в исходное положение, называются системами с отрицательной обратной связью. То есть, если какой-то параметр вырос, существует способ уменьшить его значение, а если что-то понизилось, то сработает механизм, позволяющий повысить величину показателя, вернуть ее к идеалу. Эти обратные связи мы сейчас и будем разбирать, рассуждая о разных системах.

Как обратные связи обеспечивают постоянство параметров

Что лежит в основе обратных связей? Напомним, что нервные клетки, для того чтобы реализовать даже самые простые программы и выполнить самые простые задачи, должны быть собраны в цепи. На входе такой цепи – сенсорный нейрон, далее расположены промежуточные нейроны, а на выходе – двигательная или вегетативная клетки (см. рис. 1.1). В данной главе речь в основном пойдет о вегетативных нейронах, активность которых направлена на внутренние органы.

Специфику вегетативных нейронов определяет тот факт, что сознание очень слабо вмешивается в их работу.

Не потому, что не хочет, а потому, что не может! Эти входы заблокированы, чтобы не вызывать ненужных колебаний различных параметров в жизненно важных системах нашего организма.

Для того чтобы подобного рода программы реализовались, во внутренних органах существует масса чувствительных нервных волокон, рецепторов. Например, хорошо изучены рецепторы, которые находятся в дуге аорты, то есть в самом главном сосуде, который выходит из нашего сердца. Чуть повыше, в месте разветвления сонной артерии (область перехода от шеи к нижней челюсти), располагается так называемый каротидный синус, или каротидное тельце. Дуга аорты и каротидное тельце – зоны, чрезвычайно богатые самыми разными датчиками-рецепторами. В их стенках присутствуют барорецепторы (реакция на давление), хеморецепторы, терморецепторы и др. Одни из них реагируют на растяжение стенок сосудов, а значит, на кровяное давление, другие – на химический состав крови.

Гомеостатические реакции вегетативной нервной системы

Для начала посмотрим, что происходит на уровне спинного мозга. Спинной мозг гораздо меньше и проще, чем головной, и разобраться в гомеостатических программах, которыми он управляет, заметно легче.

Спинной мозг человека делится на 31 часть (сегмент) от шеи до копчика (рис. 10.1, вверху). Разные сегменты спинного мозга управляют разными «этажами» тела, то есть наше тело (шея, туловище, конечности) подразделяется на 31 горизонтально расположенную область. Шейный отдел спинного мозга связан с шеей, руками и диафрагмой; грудной управляет областью грудной клетки и брюшной полости; поясничный взаимодействует с ногами; самый нижний, крестцово-копчиковый отдел работает в основном с областью таза. Кроме того, каждый сегмент спинного мозга постоянно обменивается сигналами с головным мозгом.

Рис. 10.1. Вверху: сегменты спинного мозга и соответствующие им «этажи» тела человека. Внизу: схема организации двигательных и вегетативных нервов. Обратите внимание, что аксон мотонейрона контактирует напрямую с мышечной клеткой, в то время как аксоны центральных вегетативных нейронов формируют синапс в ганглиях (симпатических и парасимпатических) и непосредственно с органами контактируют аксоны ганглионарных клеток

Основная масса внутренних органов находится в грудной клетке, в брюшной и тазовой полостях. Поэтому с внутренними органами взаимодействуют прежде всего грудной и крестцово-копчиковый отделы спинного мозга. Там находится львиная доля вегетативных нервных клеток, которые направляют свои аксоны к внутренним органам.

Как известно, нервная система делится на центральную и периферическую. В состав периферической нервной системы входят сенсорные волокна, связанные с органами чувств, а также аксоны двигательных и вегетативных нейронов. Аксон мотонейрона – двигательной нервной клетки – дотягивается сразу до мышцы (рис. 10.1, внизу). Никаких дополнительных передающих структур, дополнительных синапсов нет. В моторной сфере все достаточно просто и определенно, «раздумий» со стороны мышцы не должно быть, поскольку, когда мы выполняем движение, все предварительные операции уже просчитал мозг. Мышца должна быть просто исполнителем его команд.

В случае вегетативных нейронов все несколько сложнее и тоньше. Вегетативная нервная система позвоночных, как вы уже знаете, делится на две конкурирующие части: симпатическую и парасимпатическую. Большинство органов получают сигналы и от той и от другой. При этом аксоны вегетативных нейронов, находящихся в спинном или головном мозге, до органа сразу не доходят. По дороге они формируют связь с еще одной нервной клеткой, которая относится уже к периферической нервной системе. Зоны, в которых эти дополнительные клетки располагаются, называются вегетативные ганглии. Иными словами, кроме головного и спинного мозга у нас имеются еще маленькие симпатические либо парасимпатические «мозги», которые там и тут рассеяны по телу.

Ганглии симпатической системы чаще всего расположены рядом со спинным мозгом, а ганглии парасимпатической – рядом с органами, к которым они направляются. В ганглиях (нервных узлах) находятся синапсы, а далее аксон ганглионарной клетки устремляется к внутреннему органу, например к сердцу. Соответственно, сердце получает как активирующие, так и тормозные сигналы через симпатическую и парасимпатическую системы. С помощью этих систем можно заставить сердце биться чаще и сильнее либо реже и слабее. Симпатическая и парасимпатическая системы позволяют подогнать деятельность сердца под, во-первых, текущую задачу, во-вторых, вернуть его к некоему оптимальному (гомеостатическому) состоянию, если по какой-то причине сердце работает слишком активно или слишком слабо.

Активационные и тормозные потоки сигналов вегетативной системы сталкиваются прямо на органе, причем результат их конкуренции во многом зависит от состояния органа.

Тут в числе прочего важно четко понимать, что такое внутренний орган. В состав внутреннего органа почти всегда входят гладкие мышечные волокна либо секреторные (железистые) клетки. Первые не похожи на «обычные» (скелетные) мышечные волокна и обнаруживаются в стенках желудка, кишечника, сосудов, мочеточников, бронхов, матки; вторые образуют, например, поджелудочную железу или потовые железы. Особым и уникальным внутренним органом является сердце; сердечные мышечные волокна по своим свойствам иные, чем гладкие и скелетные. Деятельностью внутренних органов управляет вегетативная нервная система, а сознание практически не управляет.

Что делает симпатическая нервная система и что делает парасимпатическая?

Симпатическая нервная система связана с нагрузкой. Когда она доминирует, это означает, что организм тратит энергию, что в наличии какой-то стресс, физическая, умственная или эмоциональная активность. Это значит, что симпатическая нервная система мощно работает в ситуации стресса и затрат энергии. Поэтому эту систему называют еще эрготропной (от греческих слов ergon – «действие» и tropos – «направление»), то есть тяготеющей к затратам энергии. Парасимпатическая система – так называемая трофотропная (от греческого слова trophe – «питание») система, тяготеющая к накоплению энергии, ресурсов, запасных веществ. Ее задача, соответственно, восстанавливать эти запасы после нагрузки.

Во сне и симпатика, и парасимпатика работают плохо, они отдыхают. Поэтому если вечером вы плотно поужинаете, то можете проснуться утром со вчерашней едой в желудке. Желудок ночью тоже отдыхал, надо же ему когда-то отдыхать. Поэтому перед сном не рекомендуется плотно есть.

Ситуация, при которой максимально активна симпатика, – это сильный стресс. Например, человек с тяжелым чемоданом опаздывает на поезд и бежит по перрону. То, что с ним происходит в подобный момент, – это результат симпатической активации. Парасимпатические эффекты – это обстановка идеального отдыха, «спокойного бодрствования». Представьте, что вы вторую неделю отдыхаете в теплых краях, в отеле «все включено». Вы только что прекрасно позавтракали, лежите под пальмой у моря, и ваша самая большая проблема: «А что бы такое съесть на обед?» В этой ситуации, казалось бы, все органы отдыхают, расслабляются. Но на самом деле все не так: огромная система под названием желудочно-кишечный тракт переваривает пищу и запасает, переваривает и запасает. Потому что она считает: «Вот, наступят черные дни, надо заранее запастись калориями».

Органы, которые активны во время стресса, возбуждает симпатическая система и успокаивает парасимпатическая. Органы, которые работают ради восстановления сил, наоборот, активирует парасимпатическая и тормозит симпатическая. Классическим органом, который активируется во время стресса, является сердце. Симпатическая система, как уже было сказано, заставляет его биться чаще и сильнее; парасимпатическая, соответственно, тормозит. А огромный желудочно-кишечный тракт: слюнные железы, желудок, 6–8 м кишечника, печень, поджелудочная железа – все это большое хозяйство активируется парасимпатической системой и тормозится симпатической.

Легко запомнить функции отделов вегетативной нервной системы так: слова «стресс» и «симпатика» начинаются на одну и ту же букву С, а слова «покой» и «парасимпатика» – на одну и ту же букву П.

Эти системы конкурируют на уровне органов, но на уровне ЦНС они должны независимо оценивать разные параметры, учитывать разные факторы. Поэтому, если посмотреть на анатомию нашего мозга, мы увидим, что симпатические и парасимпатические нейроны находятся в разных зонах спинного мозга. Более того, основная часть парасимпатических клеток располагается в головном мозге.

Рис. 10.2. Схема расположения внутри ЦНС симпатических (справа) и парасимпатических (слева) нейронов. Сверху перечислены основные эффекты активации парасимпатических и симпатических нервов. Все внутренние органы (с точки зрения вегетативной иннервации) можно разделить на 4 «этажа»: 1 – органы головы (железы, мышцы зрачка и хрусталика); 2 – грудной клетки (сердце, бронхи); 3 – брюшной полости (ЖКТ); 4 – органы таза (мочеполовая система, нижняя часть ЖКТ). Кроме того, на всех «этажах» есть сосуды и потовые железы

Симпатические области занимают в основном грудные сегменты (рис. 10.2). Внутри этой зоны можно выделить четыре «этажа», связанных с управлением разными группами внутренних органов. Это органы головы, грудной клетки, брюшной полости, таза. Что можно обнаружить в голове? Конечно, слюнные и слезные железы, а еще гладкие мышцы, меняющие диаметр зрачка, форму хрусталика. Что в грудной клетке? Бронхи и сердце. В брюшной полости находится основная часть желудочно-кишечного тракта. В тазовой полости – нижняя часть ЖКТ, половая и выделительная системы. Плюс на всех этажах есть сосуды и на всех этажах есть потовые железы.

В итоге хозяйство большое, хлопотное, и прекрасно, что сознательно ничего не надо контролировать. А то, пожалуй, мы бы только и занимались тем, что говорили: «Так, пятый метр кишечника, почему так слабо работаешь? Поактивнее сокращайся, ощущаю застой!» Но у головного мозга столько творческих задач – не до кишечника… Нейроны на местах лучше справятся с этим, чем головной мозг.

Парасимпатика разделена на две зоны. Большинство соответствующих нейронов находятся в головном мозге, и еще немного – в крестцовых сегментах.

Нейроны, расположенные в крестцовых сегментах, работают с органами таза, а расположенные в головном мозге – с органами головы, грудной клетки и брюшной полости. Как известно, у нас 12 пар черепных нервов. Так вот, третий нерв управляет диаметром зрачка и формой хрусталика, седьмой – слезными железами, седьмой и девятый на пару – слюнными железами. Но самый главный, просто монстр вегетативной регуляции, – это нерв номер 10, он называется блуждающий, по-латыни – vagus. Когда его анатомы описывали, то были удивлены, насколько широко он ветвится. Блуждающий нерв выходит из головного мозга, спускается вдоль пищевода по шее, и дальше его отростки распределяются по всей грудной клетке и брюшной полости, как будто он тут заблудился.

Итак, парасимпатическая система ослабляет работу сердца (уменьшает силу и частоту сердцебиений), снижает кровяное давление, активирует ЖКТ, сужает зрачок, уменьшает диаметр бронхов. Симпатическая система поступает наоборот: расширяет зрачок и бронхи, тормозит ЖКТ и др. Если вы запомнили, что симпатика – это стресс, то ответ на вопрос, а что делает она с бронхами, достаточно логичен – когда стресс, нам нужно больше воздуха, значит, надо бронхи расширять. Когда стресс, нужно, чтобы больше информации попадало на сетчатку, – будем расширять зрачок. Понятно, что при стрессе происходит активация работы сердца и т. д.

Часть органов, например большинство сосудов тела, имеют более простую иннервацию, с ними работает только симпатическая нервная система, и для них достаточно только ее влияний. Симпатика сужает сосуды и тем самым поднимает кровяное давление; потовые железы и надпочечники (точнее, их мозговое вещество, выделяющее адреналин) тоже подчиняются только симпатической системе. Поэтому правильно говорить так: «Большинство органов управляются как симпатикой, так и парасимпатикой, но часть – только симпатическими влияниями».

Часть рефлекторных дуг в спинной мозг может и не заходить, а идти через вегетативные ганглии обратно к органу. То есть даже спинной мозг иногда не занимается проблемами управления гомеостазом, и это опять же хорошо.

Большинство симпатических ганглиев находятся недалеко от спинного мозга, рядом с позвоночником. Парасимпатические ганглии – в основном в стенках внутренних органов; по месту расположения они тяготеют к своим «мишеням».

Иногда (например, в случае ЖКТ) это даже не ганглий, а распределенная в пространстве сеть нейронов, опять-таки способная самостоятельно решать многие вопросы, связанные с гомеостазом.

Нервы выходят из спинного мозга и должны протискиваться между позвонками, поэтому состояние позвоночника очень важный фактор здоровья. Если позвонки из-за сколиоза сдвинулись в сторону, то, к сожалению, есть шанс, что они нажмут на веточку какого-нибудь нерва. И в результате у человека изменится кожная чувствительность или будут проблемы с какой-то мышцей или внутренним органом. С грудных сегментов, например, идет управление желудка, и если соответствующий нерв придавлен, то желудок может начать выделять больше HCl и пищеварительных ферментов, чем требуется. В итоге возникнет гастрит, и человек будет лечиться от гастрита и от болей в желудке. А на самом деле его проблема создана защемлением нерва в позвоночнике. Когда говорят, что половина проблем со здоровьем связана со спиной, – это не очень большое преувеличение.

Подобного рода проблемы – плата за наше прямохождение. Как известно, обезьяны встали на задние лапы не очень давно, максимум 10 млн лет назад, а это с эволюционной точки зрения не самый большой срок. Встали наши предки на задние лапы, чтобы взять в руки палки и камни и отбиваться от хищников, а потом – чтобы завоевывать этот мир. Но платим мы за это достаточно тяжелую цену. Есть целый ряд неприятностей, связанных с прямохождением, которые эволюция до сих пор не решила. Например, кривая спина и варикозное расширение вен ног (из-за застоя крови). Еще проблема – это тяжелые роды, потому что изменилась структура таза. Голова ребенка при родах с трудом проходит сквозь кольцо из тазовых костей («отверстие малого таза»). И что делать с этим, непонятно, поскольку голова нужна побольше, чтобы ребенок умнее был, а тазовые кости твердые.

Чтобы избежать излишних проблем, относитесь к собственной спине с повышенным вниманием. К позвоночнику нужно всегда относиться бережно.

Ощущения, которые можно определить так: «Что-то с моими внутренними органами не так», часто связаны со смещением позвонков.

Лордозы, кифозы, сколиозы нас постоянно подстерегают из-за распространения сидячего образа жизни. Некоторые люди неправильно сидят рефлекторно, потому что если сядут попрямее, тогда спина заболит, а если изогнутся – то им вроде и не больно. Это происходит из-за того, что у нашего организма есть особенность: если что-то болит, то функцию, связанную с болью (например, сидеть прямо, или полностью наступать на поврежденный голеностоп, или жевать на ноющем правом нижнем коренном зубе), мы перестаем выполнять. Считаем, что здоровы, а на самом деле просто замаскировали проблему (сидим, согнувшись, или прихрамываем, или используем для жевания левую часть ротовой полости).

Подумайте, прежде чем давать телу серьезные физические нагрузки. Особенно надо беречь шейные позвонки, они ведь самые маленькие, совсем крохотные. Когда, например, человек встает на голову, становится страшно от того, что с ними может произойти беда. Конечно, если он сначала полгода качал мышцы шеи, скорее всего, ничего не случиться. А если прямо сегодня утром решил стать йогом и уже на голове стоит – то караул! Чуть треснет позвонок – и все! Несостоявшийся йог будет потом долго лечиться… Так что, пожалуйста, к спине понежнее относитесь, обращайте внимание на состояние своего позвоночника и при появлении болезненности обязательно обращайтесь к врачу.

Управление вегетативной нервной системой

Так как симпатические и парасимпатические сигналы конкурируют на уровне конкретных внутренних органов, то понятно, что симпатические и парасимпатические синапсы должны использовать разные медиаторы. Как же без этого будет решаться вопрос их баланса? И если медиатор, скажем, симпатической системы будет нести активационный сигнал, то парасимпатической, соответственно, – тормозный. Или, наоборот, все зависит от органа. Действительно, на нейромедиаторном уровне мы видим, что парасимпатическая система передает свои сигналы прежде всего с помощью вещества, которое называется ацетилхолин. Симпатика, как правило, использует уже не раз упоминавшийся норадреналин. Норадреналин и в головном мозге работает во время стресса (о голубом пятне рассказывалось в главах, посвященных страху и агрессии).

Если мы хотим управлять внутренними органами (а мы хотим ими управлять), надо искать пути, возможности эти сделать. Сознательным посылом мы не можем сказать сердцу: «Бейся реже», по крайней мере если 20 лет не медитировали где-нибудь в Гималаях. Тут таблетка, которая вызывает актуальные для здоровья человека эффекты, очень уместна. Речь идет прежде всего о гипертонии, которая широко распространена среди людей старшего возраста. Более того, это заболевание активно «молодеет», и если не справляться с гипертонией вовремя, то инфаркт и инсульт поджидают не за горами.

Дедушкам и бабушкам приходится всерьез заботиться о сердце, и это неспроста, именно сердечно-сосудистая система является «слабым звеном» нашего организма. Она быстрее всех изнашивается, поскольку постоянно активно работает.

Сердце сокращается раз в секунду и даже чаще, и так всю жизнь. Представьте, если бы вам надо было отжиматься раз в секунду и долго жить в этом режиме: «Упал-отжался, упал-отжался». Отжиматься раз в секунду 50 лет, а лучше – 100. Представили? Тяжело! А сердце работает именно так, поэтому неудивительно, что оно изнашивается. Вполне ожидаемо изнашиваются и сосуды, по которым все время под серьезным давлением течет кровь. Поэтому, конечно, потребность в лекарственных препаратах, которые имитировали бы эффекты симпатики и парасимпатики, колоссальна. Сотни миллионов людей во всем мире, а может быть, даже миллиарды используют подобные препараты практически ежедневно. Прежде всего чтобы контролировать деятельность сердца, а также для управления работой бронхов, кишечника, половой системы и так далее.

Вещества, влияющие на гомеостаз

Растения в ходе эволюции создали большое количество токсинов, влияющих на симпатические и парасимпатические синапсы. Растения вырабатывают такие токсины, чтобы «отбиваться» от травоядных животных, чтобы животные их меньше ели, а лучше бы – вообще не ели. Съел один раз – отравился, запомнил, как этот цветочек или травка выглядят, и больше никогда не прикасаешься. И детям-внукам не велишь.

Народная медицина токсические эффекты растений использует для лечения. Если, например, взять вещество, останавливающее сердце, и сильно разбавить его, можно получить препарат против гипертонии, который будет заставлять работать сердце немного слабее. Если, например, токсин вызывает судороги, то можно его разбавить и получить психостимулятор. Соответственно, на основе токсинов растений были созданы первые лекарства, с помощью которых можно регулировать гомеостаз и помогать нашему организму решать различные проблемы.

Вещества, которые функционируют как медиаторы в тех же синапсах, влияя на те же белки-рецепторы, называют агонистами, а те, которые работают «наперекор», то есть мешают медиаторам решать специфические задачи, называют антагонистами.

Приведем примеры некоторых из этих соединений.

Вещество мускарин (токсин мухомора) имитирует эффекты парасимпатической системы. Понятно, что большая доза мускарина остановит сердце. Даже само название «мухомор» говорит, что это вещество вряд ли полезно для мух… и для людей тоже.

Атропин – известный токсин пасленовых растений, таких как белена, белладонна, дурман. Атропин мешает работать ацетилхолину, это классический антагонист ацетилхолина. Он может вызвать такое сердцебиение, что сердце буквально выйдет из строя. Почему? Потому, что на сердце сходятся симпатические и парасимпатические влияния. И если атропином выключить парасимпатику, то симпатические влияния резко усилятся. Баланс будет катастрофически нарушен, сердце начнет биться с частотой 150–200 ударов в минуту. В этом случае хорошего самочувствия точно не будет, да и до инфаркта недалеко. Атропин при закапывании в глаза сильно расширяет зрачки, что, наверное, видел каждый.

Никотин – вещество, тоже похожее на ацетилхолин. Но специфика нашего организма такова, что в основном влияет он на головной мозг. В последней главе мы еще вернемся к никотину и механизмам его действия.

Норадреналин и адреналин на уровне химической формулы очень похожи (отличие только в небольшой метильной группе). Норадреналин – медиатор симпатики, а еще – голубого пятна; адреналин – главный гормон мозгового вещества надпочечников. При введении в качестве лекарственных препаратов они действуют примерно одинаково, вызывая симпатические эффекты. Вместе с тем адреналин, в отличие от норадреналина, расширяет коронарные сосуды (сосуды сердца), а это порой очень важно. Когда перед врачом стоит цель лечить гипертонию, нужны молекулы, мешающие адреналину и норадреналину, то есть их антагонисты. Из этих важнейших веществ (например, атенолола) изготовляют жизненно важные лекарства.

Используют в клинике и вещества, подобные норадреналину; из них получаются кардиостимуляторы. Препараты с такими свойствами нужны для того, чтобы сердце билось активнее. А еще агонисты норадреналина и его рецепторов необходимы, чтобы расширять бронхи при астме; с этой целью их выпускают в специальных баллончиках для ингаляции. Наконец, такие вещества требуются, чтобы сужать сосуды слизистой носовой полости при насморке. Известные многим нафтизин и галазолин весьма похожи на норадреналин; они помогают избавиться от реакции воспаления, тормозят выделение слизи.

С помощью лекарственных препаратов, влияющих на вегетативную нервную систему, мы помогаем нашему организму поддерживать гомеостаз, поскольку на уровне просто волевого усилия это не получается.

Не удастся волевым усилием приказать: «Насморк, ну-ка прекратись!» – а вот с помощью нафтизина можно…

От чего зависит здоровье и продолжительность жизни

То, насколько качественно работает наша вегетативная нервная система и центры, которые принимают информацию от внутренних органов, определяет наш уровень здоровья и даже продолжительность нашей жизни.

Зоологи, которые изучают и сравнивают различных позвоночных животных, прежде всего млекопитающих, вывели эмпирическое уравнение связи продолжительности жизни с параметрами организма:

L = 5,5 Е 0,54 S –0,34 M –0,42,

где E = масса мозга, S = масса тела, M = скорость обмена веществ.

Формула означает, что продолжительность жизни млекопитающего L (в годах) увеличивается при росте массы мозга Е (в граммах), снижается при росте массы тела S (в граммах) и также снижается при росте скорости обмена веществ М (в калориях на грамм за час).

Начнем со скорости обмена. Здесь у Homo sapiens все неплохо: человеческие 36,6 ℃ – это весьма низкий показатель, и наш организм «сгорает» довольно медленно. Еще более приятная новость состоит в том, что параметры E и S тесно связаны, и, когда биологический вид в ходе эволюции увеличивает массу, мозг тоже обычно пропорционально увеличивается. Отчасти эти два процесса компенсируют друг друга, но все же показатель степени при параметре E выше по абсолютному значению, чем при параметре S. То есть большое существо с мозгом, составляющим 1 % от массы тела, будет жить дольше, чем маленькое существо с аналогичным (1 % от массы тела) мозгом. Мы – крупные млекопитающие, и это хорошо. И наконец, самое важное: в разных отрядах млекопитающих мозг составляет разную долю от массы тела. Обезьяны с этой точки зрения – лидеры.

Выдающаяся бразильская исследовательница нейроанатом и нейроцитолог Сюзана Геркулано-Хузель[[48] ] провела на данный момент довольно полный анализ параметров мозга рептилий, птиц, млекопитающих и убедительно показала: у обезьян в принципе крупный (по отношению к массе тела и в сравнении с грызунами, хищными, копытными) мозг. Он крупный у игрунок, капуцинов, павианов, человека. Пропорция примерно стабильна, и из этого ряда выпадают только наши ближайшие родственники – гориллы, шимпанзе, орангутаны. У них пропорция меньше, и С. Геркулано-Хузель пишет о них как о «приматах со слишком большим телом», необходимым для переваривания значительного количества растительной пищи. Мы же в эту ловушку не попали, поскольку стали использовать огонь и термически обрабатывать еду, но это уже отдельная история…

Для нас, Homo sapiens, все это особенно важно еще и потому, что на самом деле обезьяны – довольно примитивные плацентарные. Если взять представителей других отрядов, то по структурно-функциональному совершенству большинства систем организма приматы окажутся ниже.

Самые примитивные ныне живущие плацентарные, как известно, – это насекомоядные. К ним относятся ежики, кроты, землеройки. Второе место по примитивности занимают летучие мыши, третье – лемуры и обезьяны. А вот дальше идут различные копытные, хищные, китообразные, грызуны, хоботные и так далее. У Ноmо sapiens многие системы довольно несовершенны. Например, зубы. У большого числа «нормальных» млекопитающих зубы самозатачивающиеся либо постоянно обновляющиеся. Например, у слона по мере стирания коренных зубов (а их всего четыре) растут новые. Так бы и человеку! Тогда дантисты были бы не нужны. Или, например, потовые железы. В таком количестве потеть для сухопутного существа неэкономично. При потении мы теряем соли и много воды, что весьма непросто восполнять.

То есть, строго говоря, у нас довольно плохо устроенный организм. Но этим несовершенным организмом управляет замечательный мозг, который научился компенсировать недостатки телесной организации. Поэтому человек среди млекопитающих своего размера живет дольше всех. Если сравнить небольшого оленя или пантеру весом 60–70 кг и человека, то мы увидим, что человек живет дольше, и это, конечно, замечательно. Мы должны благодарить наш мозг за точность регуляции.

Подобная ситуация наблюдается и в случае другого класса теплокровных позвоночных – птиц. Вороны и попугаи – это группы с самым большим (по отношению к массе тела) мозгом. Всем, наверное, известно, что они долго живут, по крайней мере заметно дольше других птиц.

Причина наблюдающихся закономерностей, по-видимому, в том, что рефлекторные дуги, которые управляют гомеостазом, только в основе своей врожденные. В процессе жизни мозг учится реализовывать вегетативные навыки все лучше и лучше. Это происходит практически без участия сознания.

Особенно важен в этом смысле первый год жизни. Ребенок родился, и, казалось бы, что он делает первые полгода? Спит, ест, пачкает памперсы – и все. Но, оказывается, именно сейчас, в начальные пять-шесть месяцев жизни наиболее интенсивно формируются и настраиваются важнейшие гомеостатические программы. В это время, еще не очень интенсивно реагируя на окружающий мир, мозг ребенка учится управлять сердцем, сосудами, кишечником. И от того, насколько удачно новорожденный прошел первые полгода-год жизни, потом зависит уровень его здоровья и конечная продолжительность жизни. Поэтому так опасны, например, ранние тяжелые инфекционные заболевания. Плохо на состоянии мозга отражается материнская депривация. И конечно, ребенку для здоровья крайне желательно нормальное грудное вскармливание.

Важно, чтобы в первые месяцы после появления на свет младенцу было максимально комфортно. В этот период закладывается уровень его здоровья на всю жизнь.

Конечно, потом мы можем этот уровень корректировать за счет сознательных усилий, зарядки, диеты, закаливания, режима дня и т. д., но первый год в этом смысле колоссально значим.

Большинство систем нашего организма рассчитаны примерно на 40 лет беспроблемной работы. Продолжительность жизни людей в каком-нибудь первобытном племени, например в Амазонии или в джунглях Борнео, составляет примерно 30–35 лет. А если вокруг тигры бродят и ядовитые змеи ползают, то еще меньше. То есть продолжительность жизни человека в обществах, приближенных к первобытным, крайне невелика. И до проблем с инсультом, инфарктом, онкологией, а тем более до болезни Альцгеймера человек раньше вообще не доживал. Слишком велика была вероятность, что мужчину к 30 годам убивали дикие звери во время охоты или он погибал в стычках с соседним племенем. А бедная женщина после первой же овуляции шла замуж и, начиная с 12–13 лет, рожала, потом еще и еще, каждый год. Понятно, что к 30 годам она могла родить 10–20 детей, две трети из которых умирали от инфекционных заболеваний и травм. Организм женщины к этому возрасту был уже в полностью разбитом состоянии.

Делаем вывод, что исходного ресурса на 100, на 200 лет жизни в нашем организме нет. Но если дать возможность человеку жить в комфортных и цивилизованных условиях, обеспечить его антибиотиками, прививками, стентами, кардиостимуляторами, своевременной хирургией, иммуно- и химиотерапией, то он, конечно, проживет дольше.

По сравнению с первобытным обществом в последние века заметно улучшились питание и гигиена. Благодаря вакцинации и антисептикам, пенициллину, стрептоциду и их «собратьям» к середине XX века человечество стало жить на 20–30 лет дольше. И это в масштабе планеты. Люди практически во всех странах стали перешагивать через 50-летний рубеж достаточно просто. И следующий слой массовых проблем составили сердечно-сосудистые заболевания.

После 40 лет у человека сердце стареет, хуже работают клапаны, аорта уже не такая эластичная. Гипертония у половины населения фатально начинает развиваться просто из-за того, что происходит старение.

Поэтому контроль параметров сердечно-сосудистой системы особенно важен, сейчас в России сердечно-сосудистые заболевания – это основная причина смертности.

Смертность от болезней, связанных с сердечно-сосудистой системой, в России составляет более 50 % случаев. Заметно меньше (но тоже очень много) гибнет от онкологии – около 20 %; онкология – это в основном проблемы с иммунной системой. Смерти от травм, самоубийств, автокатастроф и прочих несчастных случаев дают около 10 %; «быстрые» инфекции уносят жизнь тоже почти 10 % (в большинстве своем это старики). Остальное – нейродегенерации, гормональные заболевания, СПИД, туберкулез, гепатиты…

Сейчас средняя продолжительность жизни в Российской Федерации превысила 70 лет. В 1990-е годы она, в сравнении с СССР, значительно снижалась в связи с тяжелой экономической ситуацией. С 2002–2004 гг. средняя продолжительность жизни стабильно увеличивается. При этом Россия пока не входит даже в первую сотню стран с наивысшей продолжительностью жизни; весьма многие развитые страны уже шагнули за рубеж в 80 лет. Причиной того, что мы серьезно отстаем по этому параметру, является не только экономика и уровень развития и доступности медицины, но также масса других проблем, связанных прежде всего со спецификой образа жизни: массовое курение, тотальное потребление больших количеств алкоголя, высокий уровень правонарушений (и доли населения в «местах не столь отдаленных»). По этим-то показателям мы в первой пятерке. А еще – наркомания, СПИД, травмы.

Характерны и половые различия. Даже в самых развитых странах женщины живут на три-пять лет дольше мужчин. Почему – с удовольствием объяснят генетики. Если кратко, то Y-хромосома, конечно, доминантная (именно она определяет мужской пол), но размер у нее маленький, и в ней нет более 500 генов, которые есть в X-хромосоме. В итоге женщины, у которых две X-хромосомы, более защищены от мутаций: если какой-то ген, присутствующий в Х-хромосоме, поврежден, то в ее гомологичной паре есть запасной. У мужчин такая «страховка» отсутствует, у них только одна Х-хромосома. Это, конечно, повышает комбинативную изменчивость в популяции (что выгодно для вида вообще), но одновременно делает мужчин более уязвимыми в отношении наследственных составляющих многих заболеваний. В нашей стране разница между продолжительностью жизни мужчин и женщин просто вопиющая – 10–12 лет, мужчинам особенно непросто живется в России.

Как мозг управляет дыханием

Давайте подробнее разберемся, как мозг управляет гомеостазом, на примере дыхательного центра и ответим на вопрос: как мы дышим?

Главные дыхательные центры находятся в продолговатом мозге и мосту (рис. 10.3). Там располагаются популяции так называемых инспираторных и экспираторных нейронов (in – внутрь, нейроны вдоха; ex – наружу, нейроны выдоха). Ключевую роль в процессе играют инспираторные нейроны-пейсмекеры («водители дыхательного ритма»). Они с характерной для определенного биологического вида частотой генерируют импульсы, запускающие вдох (скажем, 100 раз в минуту у лабораторной крысы). Термин «пейсмекер» происходит от английского слова рacemaker – создатель ритма. В рок-группах ударник является пейсмекером, и, скажем, Ринго Старр – это пейсмекер.

Рис. 10.3. На верхней схеме показана принципиальная организация системы, управляющей дыханием человека. Центры вдоха (инспираторные) и выдоха (экспираторные) находятся в продолговатом мозге и мосту. Запуск вдоха реализуют нейроны-пейсмекеры («генератор ритма»), передающие импульсы на замкнутый контур нервных клеток (схема внизу), после чего сигнал поступает на мотонейроны спинного мозга. На следующем этапе активируются мотонейроны спинного мозга, запускающие сокращение дыхательных мышц. На работу данной системы значительное влияние оказывают хеморецепторы кислорода и углекислого газа

От клеток-пейсмекеров сигнал передается другим инспираторным нейронам продолговатого мозга и моста. На следующем этапе он опускается в шейные и грудные сегменты спинного мозга, мотонейроны которых непосредственно запускают сокращения диафрагмы и межреберных мышц. За счет выполняемой мышцами работы стенки грудной клетки, а за ними и легкие начинают расширяться, растягиваться. Запускается вдох, в ходе которого воздух в нарастающем объеме поступает в альвеолы.

В стенках легких и грудной клетки есть специальные нервные волокна – рецепторы растяжения (примерно такие же, как в стенках крупных сосудов, кишечника). Сигнал от этих рецепторов способен тормозить инспираторные нейроны и активировать экспираторные, и по мере наполнения легких данный сигнал становится все сильнее (классический пример срабатывания «обратной связи»). В результате при определенном уровне растяжения легких вдох останавливается и запускается выдох.

Врожденно заданная частота дыхания взрослого человека во сне составляет около 1 раза в 5 секунд (примерно 12 раз в минуту). Это значение – «базовая» частота срабатывания наших нейронов – водителей дыхательного ритма. Ее нужно, как правило, увеличивать в ответ на возникновение дополнительных факторов. Например, появилась физическая или эмоциональная нагрузка, стало душно, жарко. На нейроны-пейсмекеры, генераторы дыхательного ритма, мощно воздействуют сигналы из внутренней среды организма, прежде всего информация о химическом составе крови от хеморецепторов. Речь идет прежде всего о таких колоссально важных показателях, как концентрация кислорода и концентрация углекислого газа в плазме. Кроме того, на нейросети, обеспечивающие вдох, влияют общий уровень бодрствования (достаточно нам проснуться – и частота дыхания повышается до 16–20 раз в минуту), эмоции, стресс, боль, температура тела.

Возможен произвольный контроль процесса дыхания, поскольку вдохом-выдохом занимаются вполне стандартные мотонейроны (а не вегетативные нервные клетки). И если работой сердца мы не можем управлять, то диафрагмой и межреберными мышцами – запросто: захотел – вдохнул, захотел – выдохнул. Это важно, например, для того чтобы говорить: наша речь, произнесение фонем основаны на непрерывной и сложной работе с дыханием.

Но, конечно, все несколько сложнее, и хотелось бы сделать ряд дополнительных замечаний. Например, вдох – довольно длительный процесс, мы вдыхаем, примерно полсекунды или даже секунду. А нейроны-пейсмекеры импульсы выдают очень короткое время – раз, и все разом отработали за 5–10 мс. Как этот короткий залп превратить в длинный вдох? Для этого в дыхательном центре есть специальные замкнутые контуры из нервных клеток. Когда пейсмекеры в этот контур вбрасывают импульсы, разряды нейронов зацикливаются, и далее возбуждение может некоторое время существовать внутри контура (см. рис. 10.3, схема внизу). Параллельно оно «сбрасывается» на спинной мозг, и вдох длится, длится и длится. Иными словами, наличие такого инспираторного контура дает возможность оказывать на мотонейроны шейных и грудных сегментов стабильное активирующее действие. Ситуация циркуляции информации в цепочке нейронов, по сути, является простейшим примером формирования и сохранения памяти. Работа именно этих нейронов, зацикливающих импульсы пейсмекеров, затем тормозится сигналами от растянувшихся легких. В итоге вдох прекращается и начинается выдох.

Разберемся теперь, зачем организму реагировать на концентрацию углекислого газа в крови. CO_2 в большом количестве появляется в нашем организме прежде всего при физической нагрузке. Например, кто-то начал приседать, отжиматься или подниматься по лестнице. Мышцы при этом потребляют кислород, выделяют углекислый газ, и, чтобы не задохнуться, человеку необходимо дышать чаще и глубже. Информация о концентрации углекислого газа в крови снимается непосредственно нейронами продолговатого мозга. В состав инспираторных центров входят клетки-хеморецепторы, которые анализируют, сколько в крови CO_2, и при его избытке дыхание становится интенсивнее в 10–15 и более раз. То есть пейсмекеры начинают генерировать импульсы с меньшим временным интервалом (частота дыхания человека может доходить до 30–40 раз в минуту). Одновременно с этим инспираторные контуры, удлиняющие вдох, оказываются более возбужденными, и торможение их активности происходит при более высоком уровне растяжения легких (объем каждого очередного вдоха возрастает с 0,5 до 2–3 литров и более).

Но дыхание настолько важно для организма, что рецепторами внутренней чувствительности измеряется не только концентрация углекислого газа, но еще и кислорода. Понятно, что при физической нагрузке параллельно повышается содержание в крови CO_2 и снижается содержание O_2. Казалось бы, зачем измерять кислород, вполне достаточно углекислого газа? Но нет, проблема в том, что на Земле существует весьма распространенная ситуации подъема в горы. Если вы поднимаетесь вверх на 1–2 км, то воздух там уже несколько разрежен, а на высоте 5 км его просто в два раза меньше, чем на равнине. При этом углекислого газа в крови больше не станет, а кислорода окажется меньше. В этом случае нужно учащать дыхание, ориентируясь уже на кислород. Поэтому у нас в аорте, в каротидном синусе, находящемся на разветвлении наружной и внутренней сонных артерий, располагаются нервные волокна – хеморецепторы О_2. Они обеспечивают организму возможность адаптации в случае подъема в горы, не говоря уже о том, что немалая часть населения планеты живет на высоте километр-два, и даже больше, над уровнем моря.

Важную роль в процессе дыхания играют бронхи. Близкий к стандартному диаметр бронхов обеспечивает нормальную вентиляцию легких, а одной из распространенных дыхательных патологий является воспаление дыхательных путей. При этом в бронхах и бронхиолах развивается реакция на инфекцию либо аллерген – отек стенок, затрудняющий дыхание. Если это аллергия, то часто говорят об аллергической астме, а если инфекция – то для начала о бронхите. В любом случае мы замечаем неполадки в системе, когда возникает кашель. Для того чтобы ослабить симптоматику, можно использовать вещества, похожие на норадреналин. Как вы помните, симпатическая система увеличивает просвет бронхов, и, соответственно, агонистами норадреналина мы можем расширить даже воспаленные дыхательные пути. Когда-то в ингаляторах использовался эфедрин; сейчас – гораздо более избирательно действующий сальбутамол (не оказывает кардиостимулирующего влияния).

Самое важное об аллергии

Аллергия практически вездесуща при современном образе жизни. Под аллергией понимают повышенную чувствительность организма к воздействию некоторых веществ или факторов окружающей среды. Она возникает тогда, когда иммунная система реагирует на потенциально безвредные вещества. Вообще-то эволюцией она создана для того, чтобы реагировать на молекулы, характерные для бактерий и вирусов. Но иногда иммунная система «озлобляется», и организм начинает бурно реагировать на какой-нибудь вид еды, или на пыльцу растений, или на шерсть любимой кошки, или, скажем, на хитин невидимых глазу пылевых клещей.

Пылевые клещи – это очень маленькие паукообразные. Их известно около 150 видов, и они вездесущи. Если у вас дома есть ковры, которым больше двух лет, или любимые мягкие игрушки, или вашей подушке уже два года исполнилось, то внутри клещи есть обязательно. Даже если подушки, матрасы и ковры сделаны из самых экологически чистых материалов: шерсти, волокон бамбука и т. д., клещам эти материалы тоже подходят. Единственное, что им не очень подходит, – это синтетика, но во время сна у человека слущиваются чешуйки кожи. Этих чешуек клещам хватает для питания, и даже на полностью синтетической кровати клещи все равно живут. Поэтому, если у вас появилась аллергия на так называемую домашнюю пыль, только чистота вас может спасти. Надо все белье серьезно стирать, почаще делать влажную уборку в комнате, купить мощный фильтр для воздуха.

Лучший способ справиться с аллергией – понять, что для вас аллерген, и удалить его из своего окружения и из своей жизни.

Вам «прописана» разлука с этим аллергеном надолго, может быть, навсегда.

Постарайтесь больше никогда не есть креветки, если в них причина вашей аллергии, а любимую кошку, к сожалению, лучше всего отдать родственникам. По крайней мере на несколько лет расстаньтесь с источником аллергии, потом проверьте еще раз. Потому что аллергические проявления иногда со временем ослабевают.

И еще: возникновение аллергии (а точнее, гиперчувствительности иммунной системы первого типа) нередко обусловливается тем, что называют «аллергический прорыв». То есть происходит поступление аллергена в большом количестве в кровь в некий несчастливый для вас момент времени. Скажем, наелись в отеле «все включено» креветок или кальмаров «от пуза». Или красили на даче весной забор, а рядом «пылила» березка (органические растворители резко повышают проницаемость дыхательных путей для аллергенов). Или случился у вас бронхит, а вы, как обычно, спали в обнимку с любимой кошкой. Так что будьте бдительны, не провоцируйте иммунную систему, а то как начнет синтезировать иммуноглобулины Е (именно они отвечают за аллергические реакции) – мало не покажется…

Управление сердечной деятельностью

Работа сердца тоже связана с пейсмекерами, но это существенно иные пейсмекеры, если сравнивать с дыхательными центрами. Водители ритма в случае вдоха – это нейроны, и они расположены прямо в головном мозге. В сердце же ритм генерируют видоизмененные мышечные клетки (кардиомиоциты, почти не способные сокращаться), которые находятся в верхней части правого предсердия (рис. 10.4). У человека они примерно один раз в секунду самопроизвольно (без дополнительных внешних воздействий, что характерно для всякого пейсмекера) формируют электрический импульс. Далее этот импульс быстро распространяется по всей мышечной массе сердца. Именно он запускает сокращение «обычных» клеток сердца (мощно сокращающихся кардиомиоцитов), и наш «пламенный мотор» бьется, бьется и бьется всю жизнь.

Рис. 10.4. Регуляция сердечных сокращений за счет воздействий вегетативной нервной системы на клетки-пейсмекеры правого предсердия. Обозначения: 1, 2 – сосудодвигательный (управляющий работой сердца и тонусом сосудов) центр продолговатого мозга и моста и поступающие из него команды; 3 – влияния рецепторов, а также гипоталамуса, больших полушарий и других зон ЦНС; 4, 5 – блуждающий нерв, его ядра и их парасимпатические влияния; 6, 7 – симпатические эффекты (спинной мозг и ганглии): растет не только частота, но и сила сокращений; показано также действие на сосуды (сужение) и надпочечники

Симпатическая и парасимпатическая системы могут вежливо попросить сердечные пейсмекеры: «Пожалуйста, пореже работайте… Ой нет, уже почаще, потому что у нас слишком много углекислого газа в крови!» В этом смысле сердце обладает так называемой автоматией. Оно бьется само, а через симпатику, парасимпатику или гормоны поступает дополнительная информация – сигналы, необходимые, чтобы подстроить его активность под текущую деятельность и состояние всего организма. Решаемые задачи при этом достаточно близки к тем, которые мы уже рассмотрели в случае дыхательной системы. Так, при физической нагрузке становится больше углекислого газа в крови, меньше кислорода, и надо не только чаще дышать, но и интенсивнее прокачивать кровь через легкие. Это сопряженная функция, которую сердечно-сосудистая и дыхательная системы реализуют рука об руку. Стало жарко или возник какой-то стресс – надо опять интенсивнее прокачивать кровь. Самые разные проблемы решаются за счет учащения сердечных сокращений.

Характерно, что парасимпатическая система (блуждающий нерв) работает в основном с клетками-пейсмекерами, то есть влияет прежде всего на частоту сокращений сердца. Симпатические волокна расходятся по сердечной ткани гораздо шире. Они контактируют не только с пейсмекерами (верхняя часть правого предсердия), но и с множеством кардиомиоцитов. Поэтому под действием норадреналина сокращения становятся не только чаще, но и каждое сокращение – сильнее. Это очень важный ресурс усиления кровотока. Адреналин, выделяемый надпочечниками при стрессе, усиливает работу сердца аналогичным образом.

Если активировать парасимпатическую систему (а это можно сделать, сильно надавив на солнечное сплетение или совсем слегка – на глазные яблоки), частота сердечных сокращений и давление крови снижаются. Таблетки, конечно, действуют лучше, но если случилось что-то экстренное, и давление резко подскочило, то небольшой массаж глазных яблок сквозь закрытые веки будет вполне уместен.

Несколько слов о тех проблемах, которые ставит перед сердечно-сосудистой системой резкая смена положения тела в пространстве. Представьте, что вы спали, а потом резко проснулись, потому что будильник зазвонил. «Боже мой, я опаздываю!» Вскочили с кровати и попытались побежать. Что случилось с точки зрения сердца? Только что оно прокачивало кровь по горизонтально расположенному сосудистому руслу, а тут вдруг – раз! – надо поднимать кровь на метр-полтора по вертикали. Понятно, что в тот момент, когда вы вскочили, значительная часть крови «ухнула» в ноги, и сердцу надо быстро наращивать интенсивность и частоту сокращений, хотя бы для того, чтобы мозг (а он – на самом верхнем этаже) не упал в обморок.

Прислушайтесь к своему организму (особенно если он не очень молод), и наверняка заметите, что резкий «подскок» ему явно неприятен и неполезен. Но уже через 10–20 секунд после перехода в вертикальное положение сердце выправляет ситуацию, а точнее, не только сердце, но и вся сердечно-сосудистая система.

Одним из важнейших параметров, которые считываются в этот момент рецепторами внутренней чувствительности, является растяжение аорты – нашего главного сосуда. И если аорта растянута мало, меньше, чем нужно, тогда идет активация симпатической нервной системы, и сердце начинает биться чаще и сильнее. Это реакция на переход из горизонтального в вертикальное положение. В тот момент, когда вы вертикально встали, в сердце остается меньше крови, она уходит в нижние конечности, и тут надо насос заставлять работать активнее. А если, наоборот, аорта слишком сильно растянута, тогда, соответственно, идет парасимпатический сигнал, и сердце бьется слабее.

Кстати, также можно массировать точку, находящуюся там, где сонная артерия входит в нижнюю челюсть и где расположен уже упоминавшийся по поводу рецепции О_2 каротидный синус. Такой массаж тоже снижает давление, имитируя чрезмерное растяжение стенок сосудов. Только аккуратнее, пожалуйста, сонная артерия не зря называется сонной, не переусердствуйте в массаже, так можно и в обморок упасть.

Основные проблемы настоящего времени – инфаркты и инсульты

Сердечно-сосудистая система является основной зоной риска, именно она во многом ограничивает продолжительность жизни каждого конкретного человека.

Начиная с возраста 50–60 лет, а иногда и раньше человеку приходится довольно серьезно следить за сердечно-сосудистой системой и помогать своим гомеостатическим механизмам самыми разными способами. Иначе возникают проблемы, причем проблемы смертельно опасные, под названием «инсульт» и «инфаркт».

Многие заболевания связаны не столько с состоянием сердца (пейсмекеров, кардиомиоцитов, клапанов), но с состоянием сосудов сердца – коронарной системой. Это сосуды тоже в зоне риска; всю нашу жизнь они изгибаются вслед за сердцем, от этого возникают микротравмы стенок сосудов, а на этих микротравмах могут нарастать тромбы или образовываться холестериновые бляшки. Это эффекты местного воспаления, которые в итоге начинают мешать кровоснабжению сердца. Крови по коронарной системе протекает меньше, и сердце начнет быстрее утомляться. Это очень серьезно, так как при какой-нибудь нагрузке сердечные клетки могут просто задохнуться («гипоксия»), и тогда возникнет риск инфаркта.

Инфаркт – некроз органа (чаще всего сердца) в связи с острым недостатком кровоснабжения и кислорода.

Факторы риска инфаркта:

● гипертония;

● недостаточная физическая активность;

● избыточный вес;

● курение;

● избыток холестерина в крови;

● тромбообразование;

● наследственная предрасположенность.

Что при гипертонии является причиной избыточного давления? Ответ: чрезмерная активность сердца. И за это частичную вину несет описанный выше барорефлекторный механизм, основанный на растяжении аорты и каротидного синуса. У людей с возрастом эластичность аорты, сонных артерий падает, и они хуже растягиваются при нормальной работе сердца. А система нашего гомеостатического контроля интерпретирует это как знак недостаточной активности сердца. В итоге появляется дополнительный (и неправильный) симпатический сигнал, который заставляет сердце биться чаще и сильнее.

И вот уже давление становится не 120 на 80 мм рт. ст., а 140 на 90, а потом и 160 на 100. В такой ситуации возрастает опасность инфаркта или инсульта. Потому что, с одной стороны, перенапрягается сердце, а с другой – повышенное давление в сосудах головного мозга может привести к их разрыву.

Здесь необходимо пояснить, что гипертония может быть вызвана не только старением организма, но и, например, хроническим стрессом. В этом случае повышение кровяного давления развивается раньше, и значения верхнего и нижнего показателей растут примерно на одинаковую величину. В случае возрастной гипертонии нижнее давление, отражающее как раз эластичность крупных артерий, увеличивается гораздо слабее верхнего, может не меняться и у очень пожилых людей даже падать.

В целом получается, что системы гомеостатической регуляции при старении организма часто начинают работать с ошибками. Здесь каждому из нас следует знать хотя бы базовые принципы их функционирования и своевременно обращаться за медицинской помощью, в случае необходимости аккуратно применять различные фармакологические препараты, не забывая о методах хирургической коррекции.

Необходимая диагностика должна включать в себя мониторинг кровеносного давления и оценку состояния сосудов. Врачи смотрят, не образовались ли тромбы, не сузился ли просвет артерий; берут кровь для анализа содержания холестерина и фрагментов фибрина. Дальше, соответственно, назначают препараты, которые тормозят активность сердца, расширяют сосуды, снижают холестерин и свертываемость крови. А в серьезных случаях, применяют хирургическое вмешательство. Хирургические методы сейчас хорошо разработаны, к ним относятся аорто-коронарное шунтирование, баллонная ангиопластика, протезирование стенок сосудов. Один из самых современных и массовых методов – стентирование сосудов сердца. В этом случае внутрь сосуда вставляется сетчатая металлическая конструкция, которая расширяет сжатый сосуд. Стент, например, буквально раздавливает атеросклеротическую бляшку. Стент пожизненно поддерживает форму сосуда, сужение исчезает, кровь начинает свободно поступать в соответствующую часть миокарда. Важно и то, что подобные операции сейчас проходят без вскрытия грудной клетки, просто через крупные сосуды.

Инсульт – это нарушение кровообращения отделов головного мозга, при котором повреждается нервная ткань. Инсульт чрезвычайно опасен и может происходить из-за закупорки/спазма сосудов мозга (ишемический инсульт) либо по причине их разрыва (геморрагический инсульт).

Диагностика и профилактика инсульта подобны диагностике и профилактике инфаркта. Особое значение имеет состояние кровеносных сосудов головного мозга и наличие гипертонии.

При ишемическом инсульте (75–80 % всех случаев инсульта) определенной области мозга не хватает кислорода, и нервные клетки этой зоны повреждаются и даже погибают. При геморрагическом инсульте мозг повреждается кровью, излившейся из лопнувшего сосуда. Этот вид инсульта реже встречаются, но по исходу более тяжелый. Это классический инсульт дачника: пенсионер нагнулся над грядкой и вдруг – раз! Потеря ориентации, нарушения движений, речи… Нужен полный покой – и срочный вызов скорой помощи. Чем быстрее врачи начнут бороться с последствиями инсульта, тем меньшее количество нервной ткани будет необратимо повреждено.

Печальная статистика: к 60 годам уже почти половина населения имеет гипертонию просто из-за того, что стареет аорта и крупные сосуды. А если у человека еще и хронический стресс, то гипертония ему обеспечена в гораздо более раннем возрасте, начиная с 40–45 лет. Что делать? Во-первых, необходимо соблюдать здоровый образ жизни и правильное питание. Очень рекомендуется умеренная физическая нагрузка, достаточный сон, отдых и прочее. Во-вторых, сейчас существует масса разных лекарственных препаратов, которые надо осмысленно применять.

Как правило, для медикаментозной коррекции гипертонии используются две группы препаратов. Первая влияет на сердце и заставляет его работать немного слабее, а вторая расслабляет кровеносные сосуды, потому что симпатические влияния не только активируют сердце, но и зажимают сосуды, опять-таки повышая давление. Так что при гипертонии больному должны быть назначены как минимум две таблетки: для сердца и для сосудов.

Имеются и другие интересные технологии, позволяющие нормализовать кровяное давление. Так, при легкой гипертонии (вызванной прежде всего хроническим стрессом) применяют метод биологической обратной связи – БОС (пока метод не является общепризнанным с точки зрения доказательной медицины). Пациента подключают к специальной установке для формирования БОС. На экране монитора он видит, например, воздушный шар, который летит над лесами и полями, и ему нужно этот шар посадить. Человек должен уловить и запомнить то внутренне состояние, которое позволило осуществить посадку. Он может и не знать, что высота полета воздушного шара на самом деле связана с его кровяным давлением. И посадка происходит, если ему удалось вернуть давление в норму. Но пациент действительно фиксирует это состояние, обучается его воспроизводить. И тогда в реальной жизни за счет этого навыка появляется возможность контролировать кровяное давление (например, при остром стрессе).

Важно понять, что мозг является как бы «пользователем», локализованным внутри тела. Нервную систему можно уподобить «симбионту» внутри большого и сложного организма, который дан нам в пожизненное пользование. Этот организм необходимо беречь – другого нет и не будет.

Важно быть квалифицированным пользователем своего тела. И чем лучше человек знает собственную физиологию, тем лучше для его здоровья, счастья и продолжительности жизни.

Глава 11. Терморегуляция, сон, лень, свобода, удовольствие от движений

Терморегуляция

Продолжая тему гомеостаза, начатую в предыдущей главе, хотелось бы коснуться вопроса терморегуляции. Homo sapiens – теплокровные млекопитающие. Это означает, что существует оптимальная температура тела (всем известные 36,6 ℃), на функционирование при которой настроен весь наш организм.

Нервной структурой, отвечающей за терморегуляцию, является гипоталамус. В его передней части (так называемая преоптическая область, недалеко от которой в промежуточный мозг входит зрительный нерв) находятся нейроны-терморецепторы, постоянно измеряющие температуру крови (рис. 11.1). Иными словами, для управления температурой тела наиболее значимы характеристики крови, протекающей через мозг. Руки замерзли или перегрелись, дует холодный или обжигающий ветер – это все не так значимо. А вот если мозг остывает (или в нем стало слишком горячо) – на это необходимо оперативно реагировать. В гипоталамус, конечно, поступают сигналы и от терморецепторов кожи («датчиков» тепла и холода), но эта информация играет дополнительную, вспомогательную роль. Терморецепторы гипоталамуса и связанные с ними нейронные дуги врожденно знают, что в мозге должно быть именно 36,6 ℃. Если температура поднимается или падает, гипоталамус с помощью прежде всего вегетативной нервной системы способен возвращать организм к ее оптимальному значению.

Черной стрелкой отмечено повышающее температуру влияние на гипоталамус молекул, образующихся в ходе воспалительных реакций; стрелками со звездочкой показано действие жаропонижающих препаратов, блокирующих образование простагландинов.

Рис. 11.1. Основные события и факторы, определяющие терморегуляцию организма человека. Черной стрелкой отмечено повышающее температуру влияние на гипоталамус молекул, образующихся в ходе воспалительных реакций; стрелками со звездочкой показано действие жаропонижающих препаратов, блокирующих образование простагландинов

Когда кровь становится слишком горячей, нужно сбросить лишнее тепло. Основной механизм, который при этом используется, – расширение сосудов кожи. Сигнал, вызывающий такое расширение, подразумевает в основном торможение части нейронов симпатической системы. Поверхность нашего тела разогревается (порой вполне отчетливо краснеет из-за увеличения притока крови), и тепло улетучивается в окружающее пространство. Если данной реакции не хватает, включается второй механизм охлаждения – потоотделение. Генерируется специальный симпатический сигнал, воздействующий на потовые железы. Получается, что в ситуации перегрева часть симпатики подтормаживается (расширение сосудов), а часть – активируется (запуск потовых желез). Выделяющийся пот – это прежде всего охлаждающая жидкость, она улетучивается с поверхности кожи, и мы остываем.

Наконец, если стало совсем тяжело, сигнал от гипоталамуса: «Жарко, жарко!» – достигает коры больших полушарий, и человек что-то делает: снимает лишний свитер, прячется в тень или включает кондиционер. То есть, когда перегрев осознается, мы на поведенческом уровне помогаем гипоталамусу, запуская те или иные последовательности движений, которые, как правило, являются результатом нашего обучения. Но в стандартных, простых ситуациях факт перегрева необязательно достигает сознания, и гипоталамус сам прекрасно справляется с отклонениями температуры тела в несколько десятых долей градуса.

Примерно такая же история – с охлаждением. Если кровь стала холоднее, чем 36,6 ℃, буквально на 0,1–0,2 градуса, гипоталамус запускает сужение сосудов кожи, что снижает теплоотдачу с поверхности тела. Это очевидно симпатическая реакция, и все мы прекрасно знаем, что не только на холоде, но и просто в прохладном помещении у нас постепенно начинают мерзнуть руки, ноги, нос, уши. Получается, что это мелочи, вполне предопределенная гомеостатическими нейронными контурами рефлекторная реакция, и главное, чтобы гипоталамус не остыл.

Следующий уровень регуляции температуры при охлаждении – включение дрожи и реакции, для описания которой используется термин «пилоэрекция».

Дрожь появляется, если начинают непроизвольно сокращаться мышцы, а когда это происходит, мышечные клетки вырабатывают довольно много тепла. Получается, что целенаправленного движения не наблюдается, а просто идет генерация тепловой энергии. Можно на сознательном уровне не доводить организм до дрожи, а, когда стало холодно, 20–30 раз присесть или 10–15 раз отжаться – и этим прекрасно помочь своему организму.

Реакция пилоэрекции – это попытка поднять несуществующую шерсть.

Мурашки, которые появляются на коже, – результат сокращения мелких мышц дермы, то есть реакция, которая млекопитающим, покрытым шерстью, и птицам, покрытым перьями, на холоде очень полезна. Потому что чем толще слой шерсти или перьев, тем лучше термоизоляция. Распушившиеся на морозе воробей или кот гораздо меньше теряют тепла, а у белого медведя или полярной совы эффективность термоизоляции приближается к характеристикам космического скафандра. У нас, вышедших из жаркой Африки Homo sapiens, серьезной шерсти давно нет, однако пилоэрекция сохранилась в качестве рудимента. Видно, что волоски на коже встают дыбом, но тепла от этого вряд ли можно ждать.

Кроме мурашек на холоде человек часто синеет (из-за спазма сосудов в коже замедляется кровоток, и кровь становится более венозной, теряет кислород, темнеет). Посинение, мурашки и цоканье зубами – явные знаки того, что организму холодно. Когда в детстве мы наконец-то выходили из моря или речки, отреагировав на родительские вопли: «Хватит уже, сколько можно купаться!» – наши мамы и папы по этим реакциям прекрасно видели, что ребенка надо отогревать. Взрослый человек обычно себя до такого состояния не доводит. Мы осознаем: «Стало холодновато…» – и выходим из реки, или надеваем свитер, или включаем отопление. Родители, бабушки и дедушки тратят довольно много сил, чтобы научить ребенка обращать внимание на слабые сигналы гипоталамуса о переохлаждении либо перегреве. Забота о том, чтобы ребенок, выходя на мороз, не забыл надеть правильные пальто и шапку, прописана в родительских программах, потому что здоровье детеныша – прежде всего.

Система терморецепторов чувствительна к так называемым простагландинам. Это особая группа химических соединений, которые возникают при воспалительных реакциях. Когда в организме в каком-то месте случается воспаление, то из мембран поврежденных клеток синтезируются простагландины. Это признак, например, вирусной или бактериальной атаки. Простагландины (наряду с цитокинами – пептидными молекулами, сигналами иммунной системы) мобилизуют организм для борьбы с инфекцией. Мы много раз упоминали медиаторы – вещества, при помощи которых передает информацию нервная система; периодически разбирались с гормонами – соединениями, обеспечивающими эндокринную регуляцию. Цитокины – третья обширная группа управляющих молекул, их для передачи сигналов используют иммунные клетки, а иногда и другие группы клеток, участвующие в процессах воспаления, реакциях на инфекцию, травму и др. И цитокиновые сигналы не менее важны, чем гормональные или нейромедиаторные.

Итак, простагландины – это молекулы, которые влияют на центр терморегуляции. Таким же действием обладают и некоторые цитокины, выделяющиеся в очагах воспаления. Весь это набор веществ вызывает синтез собственных простагландинов переднего гипоталамуса. Под влиянием простагландинов преоптической области начинает казаться, что температура крови упала, человеку субъективно становится холодно, запускается сжатие сосудов, могут появиться дрожь и мурашки. Развивается повышение температуры тела на один-два и более градусов, а то и лихорадочное состояние, характерное для тяжелых инфекционных болезней. Зачем?

Подъем температуры тела всего на один градус почти в два раза активирует иммунную систему. При повышении температуры до 38,5 ℃ наши фагоциты и лимфоциты становятся активнее в три-четыре раза.

До 38–39 ºС поднимать температуру биологически целесообразно. Но при этом желательно, чтобы больной не бегал, не работал, а тихо лежал дома в кровати и позволял иммунной системе бороться с инфекцией. Когда температура поднимается выше 39 ºС – это уже достаточно опасно. Для такого случая есть жаропонижающие препараты, которые, соответственно, позволяют сбить температуру (см. рис. 11.1). К этим соединениям относятся всем известные аспирин, анальгин, парацетамол. Основной механизм их действия – блокада образования простагландинов как в очагах воспаления, так и в переднем гипоталамусе. Кстати, простагландины – еще и один из факторов генерации болевых ощущений; следовательно, только что упомянутые жаропонижающие характеризуются также обезболивающими (анальгетическими) свойствами.

Получается не очень хорошая ситуация, связанная с тем, что мы живем в мире, где болеть не рекомендуется. Часто по телевизору идет реклама: «Болеть нет времени!» Смысл ее примерно таков: температура поднялась – выпей вот этот чудодейственный препарат и иди дальше работать.

Важно знать, что, когда мы используем жаропонижающие препараты при небольшом подъеме температуры, мы мешаем собственной иммунной системе.

Итак, многим людям болеть действительно некогда. Однако увлекающийся противовоспалительными и анальгетическими препаратами человек все время рискует помешать спокойному и планомерному восстановлению собственного здоровья. Этим он может даже способствовать постепенному усилению инфекционного процесса.

Часто жаропонижающее используется тогда, когда этого еще не стоит делать. Гораздо правильнее тренировать гипоталамическую систему, чтобы она мощно, четко, быстро реагировала на изменения температуры крови. Преоптическая область поддается «дрессуре» в значительной степени в обход нашего сознания, прежде всего в ходе проведения закаливающих процедур. При закаливании передний гипоталамус и подчиняющиеся ему симпатические центры учатся оперативно менять температуру тела, активнее реагируя на скачки температуры окружающей среды, сигналы от поверхности кожи. И когда затем в реальной жизни вы попадаете на мороз или в промозглую осеннюю сырость, ваши гомеостатические контуры работают более эффективно и надежно.

Но в целом стоит пожаловаться на систему терморегуляции, потому что она у человека довольно несовершенна. По сравнению с большинством других млекопитающих у обезьян для терморегуляции используются более примитивные механизмы. В частности, как уже упоминалось в предыдущей главе, вариант охлаждения при помощи потовых желез считается очень расточительным с точки зрения потерь воды и солей. У большинства других плацентарных терморегуляция работает более экономно. Чаще всего – только за счет кровеносных сосудов, которые расширяются и отдают избыток тепла. Чтобы этот процесс шел эффективно, эволюция создала специальные органы, где особенно много сосудов (что-то вроде радиатора на задней стенке холодильника). Например, когда слон в жару машет ушами, он не себя обмахивает, а именно уши, поскольку в них – мощное скопление кровеносных сосудов. У зайца и у кролика большие уши тоже служат для этой цели. А где у крысы аналогичное скопление сосудов? Правильно, в хвосте, и потому у крыс хвост голый.

Собачий вариант терморегуляции – тоже испарение жидкости, но не с поверхности тела, а с языка и дыхательных путей (не теряются соли плюс выдыхаемая смесь воздуха и водяных паров очень горячая, то есть к радиатору холодильника приладили еще и вентилятор). У птиц, которые горячее млекопитающих и, кроме того, рискуют быстро перегреться во время полета, в сходном процессе сброса тепла через выдыхаемый воздух важнейшую роль играют особые воздушные мешки, расположенные между всеми внутренними органами и даже заходящие в кости.

Нейроэндокринные взаимодействия

В рамках обсуждения гомеостаза поговорим еще немного о нейроэндокринном взаимодействии. Многие функции нашего организма немыслимы без гормонов, в том числе связанные с биологическими потребностями. Лептин регулирует уровень аппетита, окситоцин и вазопрессин – привязанность, родительское поведение, чрезвычайно важны половые гормоны, кортизол.

Но ведь выделением гормонов ведает мозг, и управление идет по тому же гомеостатическому принципу.

Главным центром в этом случае вновь является гипоталамус.

В его средней части, которая называется серый бугор, находятся нервные клетки, постоянно измеряющие концентрацию различных гормонов в крови. И гипоталамус врожденно знает, сколько какого гормона должно быть. Если концентрация отличается от идеала, то у гипоталамуса имеются способы указать эндокринным железам на проблему, заставить их выделять большее либо меньшее количество гормона.

Команды гипоталамуса в большинстве своем опосредуются передней долей гипофиза.

Напомним, что его задняя доля выбрасывает в кровь окситоцин и вазопрессин. А вот из передней доли выделяются пролактин и немалое количество так называемых тропных гормонов, влияющих на щитовидную железу, кору надпочечников, половые железы и др.

Кроме того, гипоталамус с помощью симпатики и парасимпатики может влиять на мозговое вещество надпочечников и на поджелудочную железу. При этом функционируют гомеостатические (основанные на обратных связях) контуры нейроэндокринной регуляции. Это колоссально важно, поскольку эндокринная система для нашего здоровья имеет не меньшее значение, чем нервная.

Как это работает? Есть некая периферическая эндокринная железа, выбрасывающая в кровоток гормон, который реализует какие-то функции. Концентрация этого «базового» гормона в крови, воздействующая на клетки, ткани, органы, оценивается гипоталамусом.

Если базового гормона слишком мало, то гипоталамус усиливает выделение соответствующего либерина – специфического гормона, который сообщит гипофизу о том, что надо бы активировать железу.

Если базового гормона многовато, то выделение либерина снижается, а в некоторых случаях секретируется специфический статин, тормозящий передний гипофиз.

Гипофиз в ответ на сигнал, передаваемый при помощи либерина (статина), изменяет выделение тропного гормона. А тропный гормон, в зависимости от его количества, непосредственно определяет активность периферической эндокринной железы. В итоге можно регулировать состояние системы очень тонко: тропный гормон выделяется постоянно и перманентно воздействует на выброс «базового» гормона. Ну а при помощи либеринов и статинов можно сдвигать точку равновесия в любую сторону.

Примеры нейроэндокринной регуляции

Регуляция деятельности щитовидной железы

Щитовидная железа имеет колоссальное значение для общего уровня здоровья и базальной интенсивности обмена веществ в организме самых разных животных. Гормоны, которые вырабатывает щитовидная железа, называются тироксины. Они содержат йод, что уникально, поскольку других йодсодержащих молекул у нас в организме больше нет. Тироксины задают и усиливают уровень обмена веществ во всех частях и системах нашего организма. Каждая наша клетка для нормального функционирования ежедневно должна получать несколько молекул тироксинов. Тироксины воздействуют на все органы и ткани, влияют прежде всего на митохондрии, выработку энергии, превращение глюкозы в тепло и АТФ.

В итоге концентрация тироксинов в крови – очень важный гомеостатический показатель. Если их становится мало, гипоталамус реагирует и выделяет соответствующий либерин. Он называется тиролиберин, а его функция состоит в активации выброса тиреотропного гормона (ТТГ) из передней доли гипофиза. Чем больше ТТГ, тем больше щитовидная железа секретирует тироксинов – круг замкнулся (рис. 11.2, вверху).

Если в крови избыток тироксинов, тогда уменьшается количество выделяемого тиролиберина, а затем и ТТГ. Кроме того, в этом случае проявляет себя и специфический статин, роль которого играет дофамин. В итоге оказывается, что не только тироксины, но и тиролиберин, и ТТГ являются факторами, существенно влияющими на работу мозга. Для тиролиберина в числе прочего показано специфическое активирующее действие на дыхательный центр (его иногда применяют для нормализации и стабилизации дыхания недоношенных детей).

Рис. 11.2. Основные структуры и гормоны, входящие в состав тиреотропной оси (вверху) и соматотропной оси (внизу).

Обозначения:

ТЛ – тиролиберин

ТТГ – тиреотропный гормон

СЛ – соматолиберин

СТГ – соматотропный гормон

ИФР – инсулиноподобный фактор роста

Стрелками со знаком плюс отмечены активирующие влияния либеринов и тропных гормонов; стрелками со знаком минус – тормозящие эффекты статинов, а также отрицательные обратные связи, регулирующие секрецию гипоталамуса и передней доли гипофиза

Когда мы говорим о нервной системе, надо понимать, что чем активнее тироксиновая «ось», тем интенсивнее идет обмен веществ в мозге, а нейросети быстрее работают. При этом важно помнить, что для всех гормонов существует не только средний «нормальный» уровень, но и некие границы нормы. Если содержание тироксинов в крови человека ближе к верхней границе нормы, то нервные процессы у него очевидно идут быстрее, чем если бы тироксины были ближе к нижней границе нормы. Когда концентрация того или иного гормона выходит за нормальный диапазон, фиксируются различные патологические проявления. Заметный дефицит тироксинов приводит к тому, что нервная система становится слишком вялой, возникают депрессивные состояния, при которых «ничего не хочется». В тяжелом случае развивается микседема – наиболее опасная форма гипотиреоза.

Эндокринологи совершенно справедливо отмечают, что не менее половины ситуаций, когда человек говорит: «У меня депрессия», связаны с плохой работой щитовидной железы. Получается порочный круг: если в крови мало тироксинов, мозг становится вялым, а от этой вялости гипоталамус, гипофиз и щитовидная железа работают хуже. И система сама себя стабилизирует, но уже не в точке гомеостаза, а в некой другой равновесной точке, соответствующей развившемуся заболеванию.

В связи с этим совет: если вы регулярно ощущаете депрессивные симптомы, то, прежде чем идти к психотерапевту, сдайте анализ крови на гормоны щитовидной железы. Не исключено, что проблема в них.

По статистике, к 40 годам у большого процента населения возникают проблемы с щитовидной железой. Тироксины – маленькие и прочные молекулы, их можно прекрасно применять в виде таблеток и хорошо себя чувствовать.

Противоположная ситуация – когда в крови обнаруживается слишком много тироксинов. Тогда мозг слишком «быстрый», нервозный, эмоциональный. Иногда доходит до бессонницы и тахикардии. У организма в этом случае очень быстрый обмен веществ; человеку все время хочется есть, и при этом он совершенно не толстеет. Характерные признаки гипертиреоза: худое лицо и фигура, несколько выпученные глаза, постоянно мокрые ладони (избыточная активность потовых желез в связи с перевозбуждением симпатической нервной системы).

Регуляция роста организма

Передняя доля гипофиза выделяет соматотропный гормон (СТГ). Его нередко по традиции именуют «гормоном роста» и пишут, что именно от СТГ зависит, будет ли длина тела человека составлять 150, 170 или 190 сантиметров. На самом деле все несколько сложнее и СТГ является лишь тропным гормоном, активирующим выработку печенью истинного гормона роста – так называемого инсулиноподобного фактора роста (ИФР). Чтобы печень выделяла ИФР в правильном количестве, на нее воздействует СТГ, а вся система в целом ориентирована на то, чтобы формировался скелет, развивалась мускулатура и в целом организм рос (см. рис. 11.2, внизу). Эта система характеризуется наличием стандартных отрицательных обратных связей, и если ИФР в крови маловато, то гипоталамус вырабатывает больше соматолиберина; если же ИФР избыток, то секретируется соматостатин. Соматолиберин и соматостатин разнонаправлено воздействуют на выброс СТГ.

Нередко существенный избыток СТГ связан с опухолями гипофиза; в некоторых случаях это приводит к появлению супергигантов. Рост таких людей может приближаться к 250 сантиметрам. Живется им, конечно, нелегко; характерно искривление позвоночника, деформации суставов ног и прочие неприятности. Если, наоборот, система СТГ работает плохо, может развиться карликовость. Впрочем, сейчас это уже, как правило, не является фатальной проблемой. И если у ребенка не хватает гипофизарного гормона роста, ему вводят СТГ, синтезированный с помощью бактерий, в ДНК которых внедрен ген соматотропного гормона человека.

По первому же анализу крови, который берут у младенца в родильном доме, определяют, сколько у него в крови тироксинов и гормонов роста. Бывают ситуации, когда щитовидная железа врожденно не вырабатывает тироксин. Если не начать его вводить немедленно, мозг не будет развиваться, и тогда сформируется тяжелая умственная отсталость. Как и в случае карликовости, современная медицина с этой проблемой неплохо справляется.

Если опухоль гипофиза возникает в зрелом возрасте, человек не начинает вдруг безостановочно увеличиваться. Скелет и мышцы взрослых уже не очень чувствительны к гормонам роста. Но у него начинают развиваться хрящевые ткани или, например, сердце заметно прибавляет в размере. В итоге возникает характерное состояние – акромегалия: деформируется грудная клетка, растут ушные раковины, часто появляется крючковатый нос. Сказочная Баба-Яга с ее характерным внешним обликом, всяческие пугающего вида колдуньи и колдуны – это, вероятно, женщины и мужчины с акромегалией.

Гормон соматостатин, выделяемый гипоталамусом при избытке гормона роста, оказывает тотальное успокаивающее действие, снижает активность многих внутренних органов, в том числе мозга.

Еще раз подчеркнем, что у нас в организме функционируют и взаимодействуют три регуляторные системы (нервная, эндокринная, иммунная), которые все время обмениваются химическими сигналами. Нервная система выделяет медиаторы, эндокринная – гормоны, иммунная – цитокины. При воспалении цитокины (интерлейкины 1 и 6, фактор некроза опухолей) воздействуют на мозг (нейровоспаление) и эндокринную систему. Гормоны (кортизол, окситоцин и многие другие) влияют на ЦНС и иммунитет. А в ходе развития стресса, депрессии или, например, при страстной влюбленности медиаторы мощно воздействуют на эндокринную и иммунную системы.

Элементы этой регуляторной триады, конечно, явно различаются по скорости действия: нервная система включается за секунды и минуты, но ее эффекты обычно не очень длительны; эндокринная система работает на интервалах в часы, дни и недели; иммунная – недели и месяцы. Все они совместно обеспечивают гомеостаз, оптимальное состояние нашего организма, достаточный для эффективного функционирования уровень физического и психического здоровья.

Система «сон и бодрствование»

Программы, обеспечивающие своевременную смену сна и бодрствования, несомненно, связаны с гомеостазом. Совокупность соответствующих нервных центров работает по определенным врожденно заданным принципам. При этом на самых разных уровнях эволюции потребность в сне очевидно важна.

Конечно, можно денек-другой не поспать, но уже на третий-четвертый день с мозгом начнут происходить различные крайне неприятные события. А про нормальную работоспособность при отсутствии сна можно вообще забыть.

Своевременный правильный сон – это важнейшее условие успешного существования нашего организма и нашего мозга.

В политеистических религиях мы, как правило, обнаруживаем бога сна – в индуизме, синтоизме, древнегреческой мифологии. У античных греков было целых два бога, связанных со сном. Бог Гипнос отвечал собственно за состояние сна, за вход в сонное состояние, а его сын Морфей – за сновидения. Гипнос – серьезное существо, к нему олимпийцы обращались только в самых крайних ситуациях. Как известно, для того чтобы греки победили троянцев, Гипнос усыпил Зевса, и все кончилось плохо.

Сон и бодрствование – базовые состояния организма и нервной системы. Даже рыбка в пруду, как известно, тоже должна спать. И, так как это витальные функции, их центры мы обнаруживаем глубоко в стволовых структурах.

Начнем с главного центра бодрствования. Эту задачу решают так называемые ретикулярные ядра моста.

В срединной зоне продолговатого мозга и моста, самых древних отделов головного мозга, находятся весьма необычные по строению области, которые были названы ретикулярной формацией. Большинство структур ЦНС устроены так, что тела нервных клеток (серое вещество) собраны в скопления – ядра или слоистые корковые зоны. К этим скоплениям подходят волокна-аксоны, покрытые светлыми миелиновыми оболочками (белое вещество). В ретикулярной формации более или менее четкого разделения на серое и белое вещество нет, и между нейронами, на первый взгляд, довольно хаотично идут волокна. Это выглядит не так, как ядерные структуры промежуточного мозга и базальных ганглиев, и не так, как корковые структуры больших полушарий и мозжечка.

Тем не менее, несмотря на отсутствие видимых границ, разные области ретикулярной формации выполняют вполне конкретные функции (в частности, именно ее нейроны образуют центры вдоха и выдоха, а также сосудодвигательные центры, управляющие работой сердца и тонусом сосудов, см. главу 10). В ретикулярных ядрах моста (главный центр бодрствования) находятся нервные клетки, реагирующие возбуждением практически на все информационные потоки, которые проходят по нашему мозгу. Сюда посылают часть своих импульсов центры эмоций, двигательные центры, нейросети, обеспечивающие мышление, и, что особенно важно, все сенсорные системы.

В середине XX века, когда стали изучать ретикулярные ядра моста, физиологи сначала пришли в недоумение: нейроны этой области реагировали на звук, свет, прикосновения, запахи. Поначалу их даже назвали «неспецифическими». А потом поняли, что они все же решают вполне специфическую задачу – выполняют функцию информационного (сенсорного в первую очередь) интегратора. То есть, какие бы стимулы на организм ни действовали, возбуждение суммируется на нейронах ретикулярных ядер моста, а далее аксоны этих клеток расходятся по всей ЦНС (от коры больших полушарий до спинного мозга) и задают ее тонус.

Благодаря такому принципу организации мы, например, просыпаемся от любого сильного сенсорного сигнала. Неважно, будильник ли зазвонил, кто-то нас за плечо потрогал, затекла и заболела рука, в туалет очень захотелось – мозг способен включиться. Ретикулярные ядра моста «выдернут» нас из сонного состояния, и, соответственно, все в нервной системе и организме заработает активнее. А если мы «обнулим» сенсорные входы, то, скорее всего, быстро начнем дремать. В тихом темном месте человек засыпает именно из-за того, что сенсорная активация не идет на ретикулярные ядра моста. А вот эмоции и навязчивые мысли мешают заснуть. И выключить мыслительные процессы порой гораздо труднее, чем свет в спальне.

Практический совет. Если вы хотите проснуться рано утром, а мозг никак не «заводится», нужно добавить сенсорных сигналов. Свет сделать поярче, музыку – погромче. Можно еще съесть что-нибудь такое, чтобы организм «вздрогнул». Например, поможет хорошая ложка горчицы. Нашатырный спирт недаром нюхают в заторможенном, полуобморочном состоянии. Понюхали – раз! – и все встрепенулось.

Постоянным и важнейшим конкурентом ретикулярных ядер моста является центральное серое вещество (ЦСВ) среднего мозга – главный центр сна (рис. 11.3). Отсюда расходится по мозгу сонное состояние.

Центр сна и центр бодрствования непрерывно выясняют, кто сейчас сильнее; от того, насколько безоговорочна победа, зависит наш текущий уровень активации либо крепость сна.

При этом значительная часть сигналов ЦСВ среднего мозга направлена на то, чтобы отключить таламус. Если это удается, то сенсорные сигналы гораздо хуже достигают коры больших полушарий, и далее начинается процесс засыпания. ЦСВ среднего мозга для генерации тормозных «посылов» в числе прочего использует ядра шва – уже не раз упоминавшиеся на страницах этой книги структуры, секретирующие в качестве медиатора серотонин. Одна из функций серотонина в головном мозге, таким образом, подавление центров бодрствования в момент перехода ко сну.

Нейроны центров бодрствования секретируют активирующие (возбуждающие) медиаторы, прежде всего глутаминовую кислоту. Напрямую нанести «ответный удар» по центрам сна с помощью данного вещества они не могут. Однако ретикулярные ядра моста, для того чтобы конкурировать с ЦСВ среднего мозга, пользуются помощью голубого пятна. Напомним, что данная структура вырабатывает в качестве медиатора норадреналин, круг функций которого очень обширен. Одна из них – тормозить центры сна. Голубое пятно делает это по команде из центров бодрствования и, кроме того, при стрессе. Когда голубым пятном командуют миндалина и гипоталамус, мы волнуемся и плохо засыпаем.

Рис. 11.3. Основные центры сна и бодрствования головного мозга человека, их связи и взаимные влияния. Отметим роль ретикулярных ядер моста (главные центры бодрствования), а также центрального серого вещества среднего мозга и ядер шва (главные центры сна). Активирующее действие различных областей ЦНС показано тонкими сплошными стрелками, тормозное действие – пунктирными стрелками (детальное описание см. в тексте). Внизу в рамке представлены три участка записи ЭЭГ, характерные для состояний спокойного бодрствования (А: альфа-ритм), медленно-волнового сна (Б: дельта-ритм) и парадоксального сна (В: паттерн, указывающий на высокий уровень активации коры больших полушарий)

Еще одна структура, которая участвует в функционировании системы «сон-бодрствование», – супрахиазменные ядра гипоталамуса. Они находятся в гипоталамусе, в самой передней зоне, в месте входа зрительного нерва. Хиазма – перекрест зрительных нервов, супрахиазменные означает «находящиеся напротив перекреста». Данные ядра являются нашим самым древним зрительным центром. Они получают часть зрительной информации, для того чтобы определять общий уровень освещенности. Этим ядрам все равно, что конкретно видит мозг рыбы, лягушки или млекопитающего. Для них важно, сколько света за последнее время «упало» на организм.

В супрахиазменных ядрах есть нервные клетки, настроенные на суточный ритм освещенности. Часть из них активна днем, а часть – ночью. Сигналы нейронов, которые активны днем, попадают в ретикулярные ядра моста. А сигналы нейронов, активных ночью, уходят в ЦСВ среднего мозга. По сути, супрахиазменные ядра – это наши биологические часы, которые аккуратно подсказывают главным центрам бодрствования и сна, что наступило утро и пора открывать глаза или что приближается ночь и пришло время искать место для ночлега.

Люди относятся к дневным млекопитающим. Крупные обезьяны тоже дневные млекопитающие, потому что прыгать по веткам, если вес 40–50 кг, а то и больше, ночью как-то неудобно. Поэтому человекообразные приматы перемещаются по деревьям днем, не спеша. Гиббоны, конечно, прыгают, но они легкие. А вот шимпанзе, которые крупнее гиббонов, аккуратненько перебираются с ветки на ветку. Гориллы вообще не очень любят взбираться на деревья. Потому что некоторые особи горилл весят многим более 100 кг.

Итак, Homo sapiens – дневные млекопитающие, и, как бы вам ни хотелось вести ночной образ жизни и сидеть до четырех часов утра за компьютером, долго это делать без вреда для здоровья, скорее всего, не получится. И даже если мы активны ночью, то все равно включаем везде свет, пытаясь обмануть супрахиазменные ядра. А они аккуратно отслеживают суточный ритм освещенности и вскоре после заката начинают нам намекать: «Пора бы спать, время спать». А утром они способны нас разбудить. Правда, в жизни современного человека такое редко происходит. Нас в основном будит будильник или ближайшие родственники, говоря: «Пора вставать!» Но в принципе, если долго спать, то мы в конце концов просыпаемся.

Супрахиазменные ядра работают довольно мягко, и это правильно. Мы не должны засыпать вдруг, сразу, где попало. Обезьяна, которая уснула там, где ее настиг сон, может и не проснуться: ее легко найдет какой-нибудь ночной хищник. Ко сну надо отходить постепенно. Вот обезьяны так и делают. Сначала выбирают безопасное место, осматриваются, могут еще для удобства веток и листьев под себя подстелить. А вот просыпаться, конечно, хорошо уметь быстро, потому что мало ли кто заполз в гнездышко.

Если вы резко смените часовой пояс, то вклад супрахиазменных ядер в регуляцию ритмов сна и бодрствования вдруг становится гораздо более заметен. Только надо серьезно изменить свою локализацию и улететь из Москвы не в Красноярск или Мадрид (разница в 3–4 часа), а во Владивосток или Нью-Йорк (8–10 часов). В этом случае вы точно заметите: «Да, биологические часы работают!» – будете несколько дней бодрствовать ночью, а днем – дремать. И так, пока супрахиазменные ядра не «переведут стрелки» и не встроят вас в местный ритм освещенности. На это понадобится неделя, не меньше, а то и две. А если вы должны назад возвращаться уже через пять дней, то вашим супрахиазменным ядрам совсем плохо придется. Только они начали к Владивостоку адаптироваться, а тут опять Москва. В этом случае можно получить заметное расстройство сна, которое преследует людей, по роду своей деятельности часто попадающих в подобные ситуации.

Также плохо придется тем, кто работает сутки через двое или с частым изменением времени работы: то первая смена, то вторая, то третья.

Общий совет: систему регуляции сна и бодрствования лучше понапрасну не перенапрягать. Пока мозг молодой, он справляется, но в зрелом и тем более в более пожилом возрасте более или менее стабильный режим дня желательно соблюдать.

Тогда нервные процессы будут более качественными, да и здоровье крепче.

Последний пункт в списке главных центров сна и бодрствования – ретикулярные ядра продолговатого мозга. Это вспомогательный центр сна, который работает вместе с ЦСВ среднего мозга. В основном он реагирует на химический состав крови. Если в плазме появляются токсины, избыток глюкозы или какие-то отходы обмена, тогда ретикулярные ядра продолговатого мозга активируются и посылают импульсы в средний мозг.

Что это реально означает? Например, в организме появились токсины, так как мы заболели либо отравились. В этой ситуации действительно лучше не бегать и не прыгать, а тихо лежать и восстанавливаться. Тут-то очень вовремя и возникает сонное состояние: «Я чем-то отравился, сегодня никуда не пойду, буду дремать, выздоравливать». Это физиологически очень правильное решение.

Более приятна ситуация с избытком глюкозы. Например, вы полдня бегали, что-то делали и наконец, добравшись до кухни или до столовой, поели как следует. Возникает сонное состояние, потому что глюкоза пошла в кровь. Получается, что с точки зрения ретикулярных ядер продолговатого мозга если удалось поесть, то текущая цель жизни достигнута. Зачем еще активно двигаться? Все нормально, можно лежать и отдыхать. Эти ядра оказывают совершенно очевидное усыпляющее действие. Все мы знаем, как это бывает: кровь «отлила от головы и прилила к желудку», тут можно и сидя заснуть.

Подобное происходит и при физической нагрузке. Когда мы что-то долго физически делаем, клетки вырабатывают много специфических отходов, в основном азотсодержащих молекул, которые вызывают состояние утомления и сонливости. Поэтому если вы, например, в походе прошли 20 км с рюкзаком, а потом съели хорошую порцию гречки с тушенкой, то сонное состояние разовьется почти мгновенно. Вы можете даже не успеть доползти до палатки, а прямо у костра и заснете.

Система регуляции сна и бодрствования в целом не очень сложна. Но даже из немногих приведенных выше примеров видно, как много у нее «опций и параметров»: взаимная конкуренция центров, учет сигналов из внешней среды и из внутренней среды организма, суточные ритмы и др. Данная система обладает всеми необходимыми свойствами для того, чтобы подгонять текущий уровень бодрствования под актуальные задачи и общее состояние организма: утомление, стресс и тому подобное.

Патологическим вариантом работы этой системы является заболевание, которое называется нарколепсия – внезапное засыпание. Нарколепсия во многом генетически детерминирована и особенно опасна для тех, кто водит автомобиль.

Фазы сна и биоритмы мозга

В реальности нейроанатомия и нейрофизиология сна, конечно, сложнее, чем было только что описано. Скажем, все более значимым представляется вклад гипоталамических структур в запуск сонного состояния и последующего перехода к бодрствованию. Речь идет не только об уже охарактеризованных супрахиазменных ядрах («биологические часы», суточный ритм которых поддерживается специфическими каскадами внутриклеточных реакций, затрагивающими ядерную ДНК, и в частности гены Bmal1, Clock, Cry1–2, Per1–3). Важнейшим центром сна оказалась вентролатеральная преоптическая область гипоталамуса (с нею связан нейропептид галанин); важнейшим центром бодрствования – уже упоминавшееся в связи с пищевой потребностью латеральное ядро. В последнем особое внимание привлекают орексин А и орексин Б – нейропептиды, которые исходно рассматривались как регуляторы аппетита; однако в настоящее время их основную функцию связывают с поддержанием бодрствования.

Важно также подчеркнуть, что сон – это не только отдых. Внутри сна, как известно, сосуществуют два очень разных состояния. Одно – действительно отдых, а второе – феномен, который в свое время был назван парадоксальным сном. Ученые его открыли и охарактеризовали, когда начали записывать во время сна электроэнцефалограмму (ЭЭГ).

Ритмы ЭЭГ (биоритмы мозга) очень хорошо описывают общий уровень активации центральной нервной системы, а точнее, состояние коры больших полушарий. Чем активнее наш мозг, тем выше частота волн ЭЭГ и меньше их амплитуда. При сверхнапряженной умственной деятельности на ЭЭГ – почти прямая (точнее, сложнейший паттерн, состоящий из низкоамплитудных высокочастотных колебаний без какого-то явно доминирующего ритма), например когда математик обдумывает новую теорию или шахматист составляет сложный этюд. Это означает, что основная масса нейронов в их коре работает «вразнобой», большинство нервных клеток решает какие-то уникальные задачи.

Когда на записи ЭЭГ – похожие на синусоиду волны, это означает, что большинство нейронов коры работает синхронно. Синхронность, в свою очередь, указывает, что они в данный момент времени простаивают, не занимаются обработкой каких-то специфических информационных потоков. Великим разочарованием ученых, занимающихся ЭЭГ, стало понимание, что чем красивее и регулярнее ритм, тем меньше в нем информации. Но общий уровень бодрствования ЭЭГ тем не менее хорошо описывает.

Если вы не спите, но никакие сенсорные сигналы на вас не действуют (например, вы неподвижно и расслаблено сидите в кресле в тихой темной комнате), на вашей ЭЭГ пишется альфа-ритм. Его частота у взрослого человека обычно в пределах 10–12 Гц. В основе альфа-ритма – обмен информацией между таламусом и корой больших полушарий. «Есть что-нибудь новенькое?» – спрашивает, например, кора. – «Нет ничего…» – отвечает таламус, и так дюжину раз в секунду (особенно это относится к зрительным и слуховым центрам).

По мере засыпания волны становятся реже и выше по амплитуде (синхронизация нейронов коры нарастает). Когда наступает глубокий сон, регистрируется ритм с частотой 1–3 Гц – дельта-волны (см. рис. 11.3, внизу). Эту фазу сна называют медленноволновым сном; именно она соответствует состоянию реального физиологического отдыха. В этот момент работает минимум нервных клеток, нейроны восстанавливают запасы энергии, питательных веществ, строительных материалов.

Но оказалось, что по ходу сна медленноволновая активность периодически замещается очень странной ЭЭГ, которая выглядит так, как будто человек интенсивно думает: в основном идут низкоамплитудные высокочастотные колебания. Полное впечатление, что в этот момент мозг обрабатывает какую-то информацию. Длится данное состояние примерно 15–20 минут, а потом опять наступает медленноволновой дельта-сон. Часа через полтора картина повторяется.

Фазу быстроволнового сна назвали еще парадоксальным сном. Парадокс заключается в том, что, хотя на ЭЭГ кора больших полушарий выглядит бодрствующей, человек продолжает спать. Получается, что, отгородившись от внешнего мира, мозг работает с уже имеющейся у него информацией. Если в этот период спящего человека разбудить, то зачастую окажется, что он только что видел сны. Эту фазу еще называют REM-сон, rapid eye movement, то есть фаза быстрых движений глаз. Действительно, под закрытыми веками в этот момент активно двигаются глаза, как будто идет просмотр информации.

Итак, в ходе обычного ночного отдыха человек вначале спит медленноволновым сном часа полтора – уставший организм восстанавливает силы. В последнее время активно исследуется работа в этот момент так называемой глимфатической системы мозга. Потом появляется первый период быстрого (парадоксального) сна; как правило, он длится не более 15–20 минут. Потом еще полтора часа медленноволного сна – и вновь REM-фаза, и еще один цикл, и еще один. Постепенно продолжительность периодов парадоксального сна нарастает, а в состоянии дельта-сна человек находится все меньше времени. В итоге четыре-пять раз за ночь мы успеваем побывать и в медленно-, и в быстроволновом сне, то есть пройти «полный цикл». Оптимальный момент для пробуждения – переход от REM-сна к новому циклу.

Большинство людей свои сновидения не помнят (кстати, часть из них все же возникает в фазу медленноволнового сна). Наша память обычно сохраняет лишь те сны, которые появляются в момент пробуждения. Под утро снятся легкие сны и, как правило, не очень эмоционально нагруженные. Во время парадоксальной фазы эмоций в снах гораздо больше. Вы можете посреди ночи проснуться, например, от кошмара. Или вдруг после пробуждения вспомните о том, как летали во сне или находились в каком-то замечательном и радостном месте. Некоторые (примерно 1 человек из 15–20) не только видят, но и помнят еженощные сны, интересные, как сериалы, и с нетерпением стремятся к любимой подушке. Им можно только позавидовать. У них каким-то образом сигналы во время парадоксального сна доходят до сознания.

REM-сон – это фаза активной работы мозга с информацией. Она очень важна, например, с точки зрения процессов образования и сохранения памяти.

Парадоксальный сон можно сравнить с разборкой архива, когда мозг перелопачивает и обрабатывает (в том числе повторно) данные, накопленные за текущий день, за последний месяц, год, может быть, за всю жизнь. И все это вплетается в наши сны. Поэтому в снах запросто всплывают события, которые случались с нами давным-давно, о которых мы уже много лет не вспоминали. Во время сна продолжается обработка информации, и поэтому бывают творческие сны и прогностические сны (последние порой называют «вещими»).

В жизни многих творческих людей сны играли важную роль: именно в этот момент рождались великие научные идеи, происходили поэтические озарения и т. п. Самый яркий, пожалуй, пример – гений сюрреализма Сальвадор Дали, который специально засыпал, сидя в кресле, с ложкой в руке. Ложка падала в таз, будила его, и он быстро зарисовывал явившиеся во сне видения. Судя по количеству созданных картин, Дали только и делал, что спал и рисовал, спал и рисовал. Потрясает и глубочайшее содержание его произведений, и качество их исполнения, и производительность художника. И конечно, одно из величайших произведений – картина, которая так и называется: «Сон, навеянный полетом пчелы вокруг граната за миг до пробуждения». В этом названии прямое указание на источник образов и сюжета.

Лень, или Программа экономии сил

В списке жизненно важных витальных программ, помимо связанных с едой, безопасностью, гомеостазом, присутствуют программы экономии сил, которые порой называют алгоритмами лени. Реализация этих программ тесно переплетается, с одной стороны, с состоянием утомления («запредельного торможения», по И. П. Павлову), с другой стороны – с основополагающим принципом экономии ресурсов и энергии всяким живым организмом, начиная с бактерии. Принцип экономии с очевидностью адаптивно обоснован и вплетен в деятельность клеток организма человека (на биохимическом, молекулярном уровне), в работу всех систем нашего тела и, конечно, в функционирование мозга. Мы предполагаем, что в нервной системе в ходе реализации того или иного поведения импульсы, сигналы распространяются по нейронным цепям и сетям наиболее оптимальным, минимизирующим затраты энергии образом. Подобная оптимизация является результатом эволюционного процесса (если речь идет о врожденных программах) либо итогом дополнительной настройки и пластических изменений синапсов (если мы имеем дело с обучением).

Примером может служить процесс перехода от генерализации к специализации условного рефлекса, описанный еще в работах уже не раз упомянутого И. П. Павлова. На электрофизиологическом уровне (корреляционный анализ ЭЭГ человека в ходе выработки сенсомоторного навыка) соответствующие данные получены во второй половине прошлого века академиком М. Н. Ливановым[[49] ].

Оптимизацию проведения сигналов, подавление активности лишних нейронов – участников этого процесса можно наблюдать, анализируя алгоритм «латерального торможения», на структурном и функциональном уровне присущий многим нейросетям, входящим с состав сенсорных и двигательных систем мозга. В синаптологии экономия ресурсов проявляется в форме так называемого прунинга – непрерывно идущего, прежде всего в коре больших полушарий, процесса разрушения малоактивных синапсов (от pruning – «подрезка», «обрезка», например, ветвей деревьев).

Наконец, о том же свидетельствуют эксперименты по компьютерному моделированию нейросетей, наделенных свойствами самообучения, настройки реагирования, например, на сложные комплексы входных сигналов.

В функционирование мозга повсеместно «вплетен» принцип экономии ресурсов и энергии. Повторное распространение возбуждения по нейросети ведет к оптимизации реакций нейронов, определяющих ответ на тот или иной комплекс входных сигналов (ту или иную ситуацию).

Например, можно научить обезьяну (скажем, небольшую мартышку) дергать за рычаг и получать кусочек банана. Если в ее распоряжении будут два рычага, один из которых нажимать легко, а другой – тяжело, даже не надейтесь, что обезьяна станет заниматься фитнесом. Она будет использовать тот рычаг, который легче повернуть. Мы постоянно поступаем аналогичным образом, начиная с ситуации, когда мы срезаем угол по газону, и кончая надеждой, что можно отложить и не делать какую-то работу именно сегодня («прокрастинация»). Это действительно порой именуется ленью и в тяжелом случае может нарушать все поведение и жизнь человека, недаром великий Данте поместил ленивых в пятый круг Ада, то есть достаточно глубоко.

Карта местности и траектория перемещений в пространстве

Программы экономии сил в яркой форме проявляют себя при сокращении пути. Напомним, что одним из важнейших способов сбора новой информации является исследование доступной территории (см. главу 3). Важнейшая роль при этом принадлежит гиппокампу и окружающим его структурам, которые в числе прочих функций запоминают и эксплуатируют «карты местности». Норвежские нейрофизиологи Мей-Бритт и Эдвард Мозеры[[50] ] и их американский коллега Джон О'Киф[[51] ] в 2014 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследования именно этой функции мозга у лабораторных крыс.

В их работе можно выделить несколько этапов. Еще в 1970-е годы было показано, что в тот момент, когда животное проходит предложенный учеными лабиринт, в его гиппокампе обучаются «нейроны места», формирующие когнитивную карту экспериментальной камеры. Параллельно другие нейроны (необязательно в гиппокампе) работают с информацией от систем мышечной и вестибулярной чувствительности, запоминая что-то вроде: «От входа в лабиринт мы прошли сначала полметра прямо, потом метр налево и потом еще метр направо». Апофеозом работы этой системы является наложение друг на друга когнитивной и мышечной карт, а также учет глобальных ориентиров (положение Солнца и/или магнитного поля Земли, яркие метки на стенах экспериментальной комнаты; а в природе – крупные камни, здания, деревья, берега водоемов и прочие значимые объекты). Таким образом, в мозге взаимодействуют текущая траектория движения и карта местности с привязанной к чему-то основополагающему системой координат (точнее, как было показано, несколько карт с разной степенью детализации). И когда нервная система проводит сопоставление таких карт, появляется возможность сократить путь: уже не углами идти туда или обратно, а бежать по прямой, потому что нейросети все просчитали. Это явная экономия сил!

Исследователи, которые занимаются насекомыми, обнаруживают совершенно аналогичные поведенческие и нейрофизиологические феномены. Скажем, маленький пустынный муравей держит «в уме» карту радиусом 25 м от входа в гнездо и, найдя зернышко, бежит прямо домой, делая поправку на движение Солнца по небосводу. Уровень миниатюризации нервных процессов при этом совершенно потрясающий.

Важно, что программы экономии сил работают в самых разных формах и на базе совершенно разных нервных систем вне зависимости от того, как конкретно организована нейросеть.

Про экономию сил также упоминалось в главе о вожаках и подчиненных. Суть истории в том, что далеко не все члены стаи стремятся к лидерству. Некоторые люди делают примерно такой же выбор: «Зачем мне быть главным и за что-то отвечать? У меня и так все более или менее есть. Буду работать столько, сколько нужно для того, чтобы удовлетворять базовые потребности». Это очень серьезная жизненная философия. Очевидно, что у индивидуумов, которые выбирают подобный стиль жизни, программа экономии сил врожденно очень ярко в мозге инсталлирована. При этом важно понимать, что лень, экономия сил постоянно конкурируют в мозге с массой других программ и потребностей – любопытством, радостью движений, программами социального взаимодействия, а при гиперманифестации – с голодом и обеспечением безопасности.

Состояние «я ленюсь» зачастую соответствует высокому уровню комфорта, ситуации, когда основные биологические потребности удовлетворены и можно позволить себе роскошь здесь и сейчас никуда не стремиться, ни о чем не заботиться. На синаптическом уровне при этом можно зафиксировать высокую активность «рекреационных» нейромедиаторов, таких как ацетилхолин и анандамид (к ним мы еще вернемся в последней главе).

Радость движений

Еще одна важнейшая группа потребностей связана с нашими движениями. Хорошо выполненное движение – это ценно. Моторные навыки вплетаются в самые разные программы: исследование местности, защиту территории, состязание за лидерство или полового партнера. Быстро, четко, скоординированно двигаться – очень существенный компонент успешного поведения.

Наш мозг устроен таким образом, что при достижении определенного уровня совершенства движений мы начинаем получать положительные эмоции. Нам нравится, как мы что-то делаем, и порой мы двигаемся просто для того, чтобы двигаться и подобного рода удовольствие ощущать.

Для того чтобы описать роль удовольствия от движений в полной мере, надо кратко охарактеризовать базовый набор моторных актов, которые мы реализуем.

Выделяют четыре основных типа совершаемых нами движений

● Движения рефлекторные, возникающие в ответ на определенный стимул (стимулы); нервный сигнал идет по «открытой» рефлекторной дуге, имеющей начало и конец.

● Движения локомоторные, связанные с перемещением в пространстве: шаг, бег, плавание; сигнал в ЦНС циркулирует по замкнутому контуру нейронов, и этот процесс может очень долго повторяться.

● Произвольные движения, к которым относятся новые движения в новых условиях; как правило, сопровождаются мощным потоком новой информации, поступающей в кору больших полушарий; в этом случае нами движет не столько удовольствие от движений, сколько любопытство.

● Автоматизированные движения, которыми управляет мозжечок и базальные ганглии; являются результатом особого двигательного обучения, которое происходит, если мы многократно повторяем рефлекторные, локомоторные и произвольные моторные акты; позволяют нам двигаться все лучше и эффективнее; являются мощным источником положительных эмоций.

Мозжечок и базальные ганглии совместно с выделяющей дофамин черной субстанцией среднего мозга подталкивают нас тренироваться, по крайней мере пока наш организм еще не очень хорошо владеет моторными навыками. Поэтому дети (и детеныши высокоразвитых животных) двигаются гораздо охотнее, чем взрослые, получают от этого большее удовольствие и заодно учатся сокращать мышцы в правильном порядке с верной скоростью и необходимой силой. Правда, они об этом не знают, но их врожденная потребность совершать движения ими настойчиво руководит (кстати, напомним, что данную группу программ П. В. Симонов отнес к потребностям саморазвития).

Рассмотрим для примера локомоцию, о которой уже довольно много говорилось в главе 3. В основе локомоторных движений – врожденно существующие замкнутые контуры нервных клеток, которые облегчают нам первые стадии обучения перемещениям в пространстве. Эти контуры работают, когда детеныш начинает ползать, ходить, бегать. Проходят дни и недели, и котенок или ребенок двигаются все увереннее, все точнее и быстрее. Исходная моторная программа совершенствуется, и мы все эффективнее достигаем цели. Иными словами, по ходу накопления опыта реализации локомоции мозжечок и базальные ганглии формируют на базе врожденных программ гораздо более совершенные и порой фантастически разнообразные навыки (спортивные, танцевально-балетные).

Как уже было сказано, произвольные движения доставляют удовольствие в значительной степени благодаря новизне. При этом даже простое произвольное движение, как правило, является комплексом последовательных и параллельных действий. Например, для того чтобы всего лишь дотянуться до какого-либо объекта, лежащего на столе, мы должны одновременно управлять мышцами плечевого и локтевого суставов, мышцами туловища, кисти плюс осуществлять визуальный и тактильный контроль результата движения (в правильном ли направлении перемещается рука, удалось ли прикоснуться к целевому объекту). Это довольно сложные программы, и если они реализуются впервые, то требуют от нейросетей коры больших полушарий (прежде всего лобной доли) мощной и генерализованной активации, очень серьезной вовлеченности в процесс (на субъективном уровне – мощной концентрации внимания). Вспомните, как сосредоточенно младенец пытается дотянуться до погремушки или вы сами стараетесь попасть ниткой в игольное ушко. Видимо, для того чтобы разгрузить кору больших полушарий от реализации столь сложных задач, в ходе эволюции возникли механизмы автоматизации произвольных (а также рефлекторных и локомоторных) движений.

Произвольное движение разворачивается в лобной доле в два этапа (об этом также уже говорилось в главе 3). Этап номер один – превращение общей двигательной программы в последовательность действий. Например, задается программа: «Хочу взять лежащий на столе карандаш». Какие действия будут входить в ее состав? Наклониться вперед, разогнуть плечо и локоть, разогнуть пальцы; затем, после прикосновения к карандашу, согнуть пальцы и руку. Информация о составляющих программу действиях не только широко распространяется (иррадиирует) по лобной доле (прежде всего по премоторной коре – поле 6 по Бродману), но и передается к двигательным областям базальных ганглиев (полосатое тело, бледный шар).

Дальше происходит второй этап запуска программы – каждое действие превращается в набор конкретных движений и мышечных сокращений. Ведь даже разогнуть локоть – это на самом деле не очень простая задача. Нужно, чтобы нейроны моторной коры (поле 4 по Бродману) по пирамидному тракту отдали команды десяткам и сотням мотонейронов спинного мозга (прежде всего, чтобы наш трицепс с правильной силой и скоростью сократился). Информацию о том, как превратить общую программу некоторого действия в очень конкретные сокращения определенных мышц, фиксирует мозжечок (точнее, его новая часть; об этом упоминалось еще в главе 1). По мере того как мы повторяем произвольные движения, базальные ганглии и мозжечок запоминают, как это делать хорошо, эффективно, четко. В итоге движение автоматизируется.

Если мы какое-то движение много раз повторили, коре больших полушарий достаточно сказать: «Хочу сделать это!» – мозжечок и базальные ганглии уже знают готовый ответ.

При этом успешное выполнение движений сопровождается выделением дофамина – медиатора, который, как вы, вероятно, помните, связан с проявлениями самых разных положительных эмоций.

Напомним, что в случае новизны дофамин вырабатывают нейроны, которые находятся в вентральной покрышке среднего мозга. В случае удовольствия от движения дофамин синтезируется клетками черной субстанции среднего мозга. Аксоны клеток черной субстанции (точнее, ее дофаминергической компактной части) идут в базальные ганглии – скорлупу и хвостатое ядро, входящие в состав полосатого тела (стриатума). Можно предположить, что человек, у которого черная субстанция вырабатывает много дофамина, не только двигательно более активен, ему еще и нравится двигаться. Нравится танцевать, заниматься спортом. Или подражать кому-то – и тоже радоваться (вспомним главу о зеркальных нейронах).

Введение молекул (психомоторных стимуляторов), активирующих эту систему, усиливает двигательную активность и радость движений. Но, как легко догадаться, такие соединения (амфетамины, например) являются одновременно весьма серьезными наркотиками. Кстати, белые крысы при введении умеренных доз амфетаминов тоже начинают много и «радостно» двигаться (в качестве проявлений «радости» специалисты, занимающиеся физиологией поведения, рассматривают короткие, быстрые перемещения в пространстве, внезапные прыжки, более характерные для игр детенышей – но не для взрослого и солидного грызуна). Что-то подобное наблюдается также у крыс и человека при действии малых доз алкоголя, которые с высокой вероятностью способны вызывать психомоторную стимуляцию через активацию дофаминергической системы мозга (об этом мы еще поговорим в главе 12).

Если компактная часть черной субстанции повреждается (к сожалению, это довольно распространенная проблема), возникает заболевание, которое называется паркинсонизм. При этом у человека постепенно развиваются двигательные нарушения. При паркинсонизме в качестве лекарственных препаратов используют молекулы, похожие на дофамин (агонисты рецепторов дофамина), либо, чаще, молекулы, превращающиеся в мозге в дофамин («предшественники дофамина», это прежде всего L-дофа).

Радость движения – дофаминовая радость. Гулять, бегать, танцевать или, как в Китае, заниматься ушу – это все стимуляция выделения дофамина, способ получать положительные эмоции и противостоять депрессии.

Осваивая новые движения, мы в любом возрасте способны очень мощно активировать нейросети, что приносит им громадную пользу, улучшает внимание, память и даже позволяет противостоять нейродегенерациям.

Игровое поведение

Дофамин обеспечивает львиную долю наших положительных эмоций. Это эмоции, связанные с движениями, новизной и, следовательно, с программами игры. Напомним, что игровое поведение, тренировку двигательных и социальных навыков П. В. Симонов поместил в группу программ саморазвития.

Зачем котенок бегает за бумажкой, а козленок просто бегает? Они тренируются: котенку ловить мышь, козленку убегать от волка. Сами они об этом, конечно, не знают, но их базовая генетически и эволюционно заданная программа очень даже в курсе. И «платит» им за такое правильное поведение и двигательное обучение дофамином, положительными эмоциями, в том числе описанными в предыдущем разделе. Да, котенку и козленку нравится бегать, резвиться. В случае маленьких Homo sapiens мы постоянно наблюдаем то же самое, и ребенок может повторять и повторять некий комплекс движений (например, полсотни раз за 15 минут скатиться с горки на детской площадке). Зачем мальчики и девочки так делают? А они тренируются, и им это нравится.

С возрастом нервная система хорошо отрабатывает моторные навыки, повторение движений становится для большинства взрослых не так значимо. И предложение ребенка: «Папа, мама, давайте побегаем-попрыгаем!» – вызывает у зрелого мозга недоумение: «Зачем, я и так все это умею…» У скучного взрослого частенько уже доминируют программы экономии сил, лени (грустный смайлик). Впрочем, есть счастливчики, сохраняющие радость движений и двигательной новизны до седых волос, – они готовы ходить в походы, играть по воскресеньям в футбол и танцевать в 60–70 и даже 80 лет!

Но движение – только один из компонентов игрового поведения. На самом деле все, как всегда, сложнее. У социальных существ во время игр, в которые вовлечены детеныши, отрабатываются также элементы территориального поведения, иерархического поведения, ухаживания. Козлята учатся бодаться и одновременно – оценивать силы противника. Ведь, живя в стаде, важно понимать, что с более мощным самцом связываться не стоит. Это касается и детенышей хищников, которые друг на друге тренируют не только смертельный укус и прочие врожденные в основе стереотипы индивидуальной охоты, но и навыки группового преследования добычи, ритуалы установления иерархии, порой – программы полового и родительского поведения.

В человеческом обществе игра колоссально важна, и мы, взрослея, очень долго продолжаем играть, формируя, отрабатывая и эксплуатируя навыки социального взаимодействия. Этот чрезвычайно значимый компонент поведения вновь базируется на дофаминовом подкреплении.

В игре мы узнаем много нового, в процессе игры все происходит почти всерьез, на фоне мощных эмоций (например, мы побеждаем!). Наконец, программы и реакции, освоенные по ходу игры, позже легко можно использовать в реальной жизни.

Голландский философ Йохан Хёйзинга[[52] ] настолько проникся значимостью игры, что в середине XX века написал книгу «Человек играющий»[53] о том, как важна игра в истории человеческой цивилизации. Он отмечал, что игра не может быть сведена к феноменам культуры, она древнее и наблюдается еще у животных. Более того, сама культура (речь, миф, наука) во многом имеет игровую природу. Сущность игры Й. Хёйзинга определял как несерьезность, как «свободное действие» (поскольку она лишена принуждения); ей предаются в свободное время и в особом игровом пространстве. Вместе с тем игра подразумевает строгий внутренний порядок (ритуалы, правила) и определенное игровое сообщество (участники игры). Игровым поведением, «карнавализацией» жизни занимался и русский философ, культуролог М. М. Бахтин[[54] ].

Реально это означает, что игровое поведение – особая и очень важная функция нашего мозга, которая не сводится к удовлетворению других биологических потребностей. Прекрасно, что игра есть; и одни игры просто делают наше существование более разнообразным и интересным, в то время как другие готовят к самым значимым событиям жизни (вплоть до любви и смерти).

Груминг, поддержание чистоты тела

С дофамином связано и такое поведение, как груминг. Мы совершаем некие движения, связанные с поддержанием чистоты тела, и получаем при этом массу дофаминового удовольствия. Всласть почесаться – это счастье, а быть лишенным такой возможности, когда где-то свербит, – настоящая мука.

Напомним, что груминг П. В. Симонов отнес к витальным потребностям и изначально термин «груминг» подразумевал прежде всего уход за лошадьми. Позже зоопсихологи и зоологи распространили это понятие на любые формы ухода за телом.

Конечно, груминг не столь жизненно необходим, как еда, питье или дыхание. Но если человек или животное не будут умываться и следить за шерстью (перьями), то через какое-то время их органы чувств зарастут коркой грязи. Ухудшатся зрение, слух, на поверхности тела поселится масса паразитов, и грязнуля падет жертвой блох, вшей, клещей. Так что биологически груминг, безусловно, оправдан и витально важен.

Интересно, что, как и многие другие поведенческие реакции, груминг может быть подхвачен какими-то более сложными программами и использован не по прямому назначению, а в качестве ритуала.

В частности, выше уже были описаны варианты ритуального груминга в крысином и в обезьяньем сообществах. В обоих случаях уход за другой особью связан с доминированием, причем, что весьма забавно, с прямо противоположным знаком. У крыс тот, кто грумингует, – доминант, а подчиненный должен радостно попискивать, всем своим видом показывая: «О, как я счастлив, что ты меня вылизываешь». У обезьян все наоборот: тот, кого чешут и кому перебирают шерсть – главный, а тот, кто делает вожаку груминг, счастлив, что его допустили «к телу» и его статус в глазах остальных членов стаи растет как на дрожжах.

Как любое врожденно важное и значимое действие, проявления груминга интересуют и вдохновляют деятелей искусства. Художник Эдгар Дега, например, любил рисовать женщин, которые вытираются или причесываются, и его пастели – всемирно признанные шедевры. Всем с детства известное стихотворение о Мойдодыре: «Надо, надо умываться по утрам и вечерам» – воистину апофеоз груминга! Оно имеет огромное воспитательное значение, ведь в финале ребенку показывают пример для подражания, и он радостно и охотно подражает.

И конечно же, существует масса товаров, связанных с уходом за телом. Впрочем, это касается любой биологической потребности. Если та или иная врожденная и эволюционно обусловленная программа существует, то для ее удовлетворения «сам Дарвин велел» создавать и продавать специфические товары. Ну а когда в рекламе к предмету ухода за телом, волосами и т. п. «присоединяется» социальный успех или высокая степень половой привлекательности, товар обязательно купят. Большое количество потребителей последует за этой рекламой, никуда не денется – не жить же с прыщами, запахом пота, небритыми и грязными…

«Рефлекс свободы»

Есть еще один важнейший комплекс программ, связанный с движениями и дофамином. Это программы свободы («рефлекс свободы»), которые П. В. Симонов отнес к потребностям саморазвития. Ну а термин «рефлекс свободы» принадлежит еще И. П. Павлову, который, очевидно, именовал группами безусловных рефлексов то, что мы сейчас называем биологическими потребностями (в пище, безопасности, размножении, свободе и др.).

Очерк И. П. Павлова «Рефлекс свободы» написан в 1917 году, между Февральской и Октябрьской революциями. Суть его в том, что свобода – это отдельная ценность, отдельный вид положительного подкрепления. Если нас (или лабораторное животное – Павлов приводит в пример своих собак) лишают свободы, то это отрицательное подкрепление, появляются негативные эмоции. Биологически это понятно и целесообразно, ведь если в природе жук попал в яму, а олень зацепился рогами за кусты, то им нужно срочно освобождаться, иначе умрешь от жажды и голода или съест хищник. Жук и олень об этом не знают, но знает их врожденная программа, которая делает это ограничение в свободе передвижения невыносимым. Павлов писал, что у некоторых собак стремление оборвать привязь, выбраться из экспериментальной камеры настолько велико, что они не подходят для участия в экспериментах по изучению условных рефлексов. Свобода – это особая ценность, и для разных индивидуумов ее значимость тоже различна (варьирует уровень «свободолюбия»).

Лишение свободы является для человека очень существенной неприятностью и повсеместно принято как социально одобряемый способ наказания за серьезные проступки.

Можно было бы, например, лишать преступника на две недели еды, или бить током в течение нескольких часов, или публично пороть. Но в большинстве стран в XXI веке это считается негуманным, на площадях кнутом не порют. А вот лишить свободы по закону можно запросто, система наказаний к этому адаптирована, и РФ занимает одно из первых мест в мире по проценту заключенных от общей численности населения (21-е место на начало 2020 г.). Множество произведений искусства апеллируют к этой ситуации и показывают нам, как во всех отношениях неприятно быть несвободным. Недаром великий Пушкин написал «Сижу за решеткой в темнице сырой». Вывод: не нарушайте законы, чтобы не посадили, потому что при ограничении свободы обязательно появятся сильные отрицательные эмоции.

Свобода важна, но, как и любая потребность, конкурирует с другими программами. Например, довольно часто встает дилемма: еда или свобода – что важнее? Работа в офисе с 9 до 18 часов за стабильную зарплату или фрилансерство без всякой гарантии заработка? Выйти замуж за любимого, но пока бедного, или все же за богатого (в надежде, что «стерпится-слюбится»)? Человек при подобном выборе делает попытку осознать: «Что же для меня в жизни главное? Золотая клетка или все-таки свобода + любовь / интересная работа?» Как правило, пока банально не хватает еды, мечтают о золотой клетке, но в клетке (например, офис со строгой иерархией и дресс-кодом) со свободой приходится распрощаться, и в клетке начинают мечтать о воле… Психологи и философы исписали тома, объясняя, что в этой цикличности и кроется одна из главных тайн нашей жизни, один из главных ее движителей и алгоритмов. Действительно, на смену удовлетворенной потребности тут же приходит другая, а за ней «в очереди» стоит еще десяток программ, только и ждущих, когда удастся взойти на «капитанский мостик» нашего мозга и наконец-то «порулить» поведением.

В обществе, избыточно стиснутом традициями, бюрократией, экономическими и политическими неурядицами, свобода для массы людей (особенно молодых) порой оказывается так важна, что хочется ее реализовать хотя бы в ритуальной форме. И тогда возникают такие странные, но показательные феномены, как флешмобы и монстрации. Монстрация – выход на площадь с бессмысленными, но внутренне позитивными лозунгами – несомненно, приносит участникам заряд положительных эмоций, хотя бы на время создавая ощущение: «Я свободен!»

Глава 12. Потребности и медиаторы

Синаптические механизмы работы мозга

В последней главе мы попытаемся обобщить и дополнить ту информацию о синаптических механизмах работы мозга, которая рассеяна по предыдущим главам. Речь идет прежде всего о тех молекулах, с помощью которых передаются сигналы в нервной системе, то есть о медиаторах (нейромедиаторах).

Ведь если мы понимаем, какие медиаторы (а точнее, нейромедиаторные и гормональные ансамбли) работают в случае проявления той или иной потребности, того или иного психического процесса, мы можем более эффективно искать пути фармакологического управления этими потребностями и этими процессами.

Конечно, во многих случаях это возможно только до определенной степени. Еще важнее корректировать уровень потребностей в случае патологии. Действительно, любая потребность может превращаться в свой «болезненный» вариант. Если она выражена слишком слабо – плохо, если слишком сильно – еще хуже. Некоторые слишком сильно проявленные потребности – это уже мании. Поэтому знания о нейромедиаторных рычагах управления мозговыми центрами крайне важны.

Как вы помните, мозг можно упрощенно разделить на три зоны: стволовые структуры, мозжечок и большие полушария. К стволовым структурам относятся продолговатый мозг и мост, средний мозг, таламус и гипоталамус; внутри больших полушарий прячутся базальные ганглии – и все они связаны с теми или иными биологическими потребностями, с их генерацией либо с реализацией программ, направленных на их удовлетворение.

При этом чем сложнее и тоньше биологическая потребность, тем более рострально, то есть в более передней зоне мозга (rostrum – «нос»), располагаются отвечающие за нее зоны. Действительно, в процессе эволюции мозг развивался вперед и в стороны. Современным языком можно сказать, что постоянно происходил «апгрейд» нервной системы. Причем эволюция идет именно как частичный апгрейд: старое оборудование чаще всего не выкидывается, а дополняется новым. К структурам, возраст которых сотни миллионов лет, добавлялись новые зоны, возрастом сотни тысяч лет. В итоге наш мозг – это не компьютер последней модели, а древний IBM-286, который сотни раз улучшали, и сейчас уже никто толком не помнит, что там внутри, в самой серединке. Главное – работает!

При описании потребностей в нашей книге чаще всего упоминались две структуры: гипоталамус и миндалина. Давайте еще раз подчеркнем их значимость. Гипоталамус – нижняя часть промежуточного мозга, находится в самом центре головы. С ним мы связываем шесть важнейших центров потребностей: голода и жажды (средняя область гипоталамуса – серый бугор), полового и родительского поведения (передний гипоталамус), страха и агрессии (пассивно- и активно-оборонительного поведения; задний гипоталамус). Миндалина работает в паре с гипоталамусом – где-то корректирует его, а где-то им управляет (например, в ситуациях выбора «беги или дерись»). Миндалина располагается в глубине височной доли и относится к базальным ганглиям – серому веществу, которое спрятано внутрь больших полушарий. Это эволюционно более новая структура, чем гипоталамус. С миндалиной связаны некоторые биологические потребности, которые в гипоталамусе вообще не прослеживаются. В основном это различные зоосоциальные программы, такие как стремление доминировать, территориальное поведение, эмпатия. Все это – макроуровень, уровень обширных нервных структур, и в случае повреждения тех или иных зон мозга мы имеем дело с серьезными изменениями выраженности соответствующих потребностей.

Если пойти глубже, на уровень нейросетей и отдельных нейронов, то обнаруживается, что управление потребностями здесь тоже возможно. Напомним, что по нейронам сигналы передаются в виде электрических импульсов и на этот процесс точно, избирательно повлиять весьма сложно. Впрочем, с помощью оптогенетических методов это получается все лучше и лучше, хотя до клинического применения еще далеко. Ну а используемые в медицинской практике технологии вроде глубокой стимуляции мозга (DBS – deep brain stimulation) или транскраниальной магнитной стимуляции (TMS – transcranial magnetic stimulation) все-таки остаются недостаточно избирательными, воздействуя одновременно на активность многих миллионов нейронов.

Однако между нейронами сигналы передаются в контактах-синапсах химическим путем за счет выделения веществ-медиаторов. Это тот механизм, на который можно воздействовать более эффективно. Передача сигнала, как правило, происходит на конце аксона (реже это наблюдается по ходу аксона в особых его расширениях – варикозах; иногда медиатор, кроме того, «растекается» по межклеточному пространству, окружающему синапс, реализуя экстрасинаптические эффекты). Принимающей частью в синапсе обычно служит дендрит или тело следующей клетки.

В настоящее время физиологами и фармакологами открыто множество способов активации либо торможения работы синапсов путем влияния на процессы, реализуемые медиаторами.

Передача сенсорной информации, формирование двигательных команд, корректировка состояния внутренних органов, память – все это осуществляется с использованием тысяч и миллионов синапсов. В каждом нервном центре те или иные медиаторы передают потоки сигналов. Это справедливо и в отношении центров потребностей, эмоций, их влияния на весь остальной мозг. Нейроны центров потребностей, выделяя те или иные химические вещества, во многом управляют нашей психикой (по крайней мере, пытаются управлять), одновременно конкурируя друг с другом.

Область потребностей является очень специфической стороной деятельности мозга. Медиаторы, которые больше нигде себя не проявляют, часто связаны именно с центрами потребностей, и это очень удобно. Действительно, если бы все потоки информации обслуживала лишь пара медиаторов (один возбуждающий, другой – тормозный), то на работу нервной системы было бы очень сложно влиять с помощью фармакологических препаратов: сплошные побочные эффекты. Так, кстати, случается, когда мы имеем дело с сенсорными системами. Почти все сигналы, возникающие в органах чувств, передаются в ЦНС при помощи выделения глутаминовой кислоты. И отдельно повлиять на слух, отдельно на зрение, отдельно на кожную чувствительность крайне сложно. А вот у медиаторов, связанных с потребностями: дофамином, норадреналином, серотонином, – наблюдается разделение функций.

Надеюсь, к концу книги вы уже хорошо представляете, как работают отдельные синапсы (их в нашем мозге – многие триллионы). Посчитаем: у человека около 90 млрд нейронов, и при этом каждый образует в среднем пять-десять тысяч синапсов.

В итоге общая цифра получается огромной, что очень важно, поскольку именно синапс является элементарной структурно-функциональной единицей нашего мозга. Не нейрон, а именно синапс. Чем больше синапсов, тем «умнее» мозг и сложнее информационные процессы.

Как работает синапс и можно ли на него повлиять?

Электрический импульс, распространяясь по мембране, запускает выделение вещества-медиатора из небольших пузырьков-везикул в синаптическую щель (вновь обратимся к рисунку 1.1). На следующем шаге молекулы медиатора, быстро преодолев узкое межклеточное пространство, воздействуют на чувствительные белки-рецепторы, характерные для поверхности клетки-мишени. Если это возбуждающий нейромедиатор и если воздействие окажется достаточно сильным, такая клетка генерирует импульс, и он бежит дальше. В этом случае сигнал о некой потребности имеет шанс повлиять на кору больших полушарий и, значит, на поведение целостного организма.

Даже такое упрощенное описание показывает, что существуют достаточно очевидные пути и способы эффективного изменения работы синапса. Так, можно вводить химические вещества (рис. 12.1, внизу), похожие на медиатор («агонисты»), или вещества, мешающие медиатору действовать на рецепторы («антагонисты»). В первом случае произойдет активация, а во втором – ослабление синаптической передачи информации (поскольку не все рецепторы будут доступны для медиатора). Особый путь – влияние на свойства белков-рецепторов и их количество (например, за счет включения либо выключения генов – фрагментов ДНК, кодирующих рецепторные белки). Целый ряд механизмов, которые позволяют усилить работу синапсов, обусловлен подавлением систем инактивации медиаторов (рис. 12.1, вверху). В состав таких систем в разных синапсах входят белки-ферменты или белки-насосы (на аксонах либо в глиальных клетках), которые удаляют молекулы медиатора из синаптической щели, прекращая их контакт с рецепторами. Интересно и важно, что молекулы агонистов и антагонистов, как правило, имеют дополнительные элементы, защищающие их от инактивации, позволяющие взаимодействовать с рецептором более длительное, чем сам медиатор, время.

Рис. 12.1. Основные пути фармакологических влияний на активность синапса. Вверху на рисунке цифрами отмечено воздействие на систему инактивации: блокада белков-ферментов, разрушающих медиатор (1) и белков-насосов, переносящих медиатор обратно в аксон (2) либо в глиальную (вспомогательную) клетку (3).

Внизу на схеме показан белок-рецептор (А) на мембране клетки-мишени и присоединение к нему медиатора (Б), агониста (В), антагониста (Г). В молекулах агониста и антагониста имеются защитная часть (вверху, мешает инактивации) и ключевая часть; у агониста она такая же, как у медиатора, и активирует рецептор, у антагониста – позволяет занять рецептор, но срабатывания рецептора не происходит (конкуренция антагониста и медиатора)

Во всех этих случаях на уровне целостной работы мозга и психических процессов мы можем получить усиление либо снижение потребности, а также эмоций, связанных с ее удовлетворением или с неудовлетворением.

Синапсы, медиаторы и их рецепторы (а последние обнаруживаются не только в составе синапсов и не только на мембране нейронов) являются основной мишенью психофармакологии. Это важнейшая область не только медицины, но и человеческой культуры вообще, поскольку попытки так или иначе повлиять на работу мозга, активизировать либо затормозить определенные его функции сопровождают всю историю нашей цивилизации.

Эмоции и выбор поведенческих программ

Рассмотрим схему на рис. 12.2. На ней показано, как центры потребностей встраиваются в общее поле работы мозга и как их деятельность отражается на других психических и нервных процессах.

Рис. 12.2. Взаимные связи центров биологических потребностей, сенсорных центров, формирующих стимулы, усиливающие или ослабляющие потребности (*), а также центров положительных (**) и отрицательных (***) эмоций, реагирующих на результаты поведения. Эмоциональный фон, в свою очередь, определяет процессы формирования памяти в коре больших полушарий, изменяет «рейтинг» поведенческих программ

Важно, что центр каждой потребности в любой момент времени характеризуется некоторым уровнем активности. Например, здесь и сейчас очень сильно хочется есть, чувство безопасности почти удовлетворено, центры любопытства заскучали, а либидо вообще помалкивает. То есть существует что-то вроде «меню» потребностей, с которым дальше имеют дело высшие центры коры больших полушарий (прежде всего лобные зоны). При этом активность центра каждой потребности зависит от значительного числа факторов и обстоятельств. От каких конкретно? Прежде всего от генов, полученных каждым из нас от своих родителей; очень значим гормональный и цитокиновый фон, а также сенсорные сигналы из внешней (экстерорецепция) среды и внутренней (интерорецепция) среды организма. Наконец, большую роль играет индивидуальная история каждого из нас, как пренатальная – до рождения, так и постнатальная – после появления на свет (так, по ходу повествования уже не раз подчеркивалась важность импринтинг-подобных процессов, состояния здоровья в первые месяцы жизни и др.).

Некоторые факторы активируют потребность, другие ее ослабляют (на рис. 12.2 отмечено одной звездочкой). Соответственно, если центр потребности достаточно возбужден, у него есть шанс получить управление поведением организма. В какой-то момент мозг, «консилиум» зон лобной коры, решит, что в данную минуту важнее всего, например, пищевая потребность, или потребность в безопасности, или любопытство. Решит, что здесь и сейчас именно эта цель – самая главная. И скажет: «Ну что ж, давайте запускать поведенческие программы!» Это будет означать, что сигналы из центра самой актуальной потребности, пройдя через лобную кору и активировав двигательную память (информацию о том, каким конкретно способом, набором действий можно удовлетворить потребность), запустят реальное поведение. И вот мы уже начинаем сокращать мышцы, перемещаться в пространстве целиком или хотя бы отдельными участками тела.

Следующий этап – ключевой: результаты поведения. В зависимости от того, достигли мы успеха или потерпели неудачу (либо хотя бы приближаемся к цели или удаляемся от нее), итог будет диаметрально противоположен. Если мы что-то сделали правильно и удовлетворяем, скажем, пищевую потребность (например, сорвали яблоко и едим), сигналы от вкусовой системы и от желудка, который стал наполняться, начинают тормозить центр голода. Это ослабление потребности на субъективном уровне воспринимается как положительная эмоция (отмечено на рис. 12.2 двумя звездочками). Положительная эмоция – это само по себе хорошо, мы радуемся жизни, чувствуем, что она, похоже, удалась!

Но это далеко не все. С точки зрения глобальных, системных принципов работы нервной системы самое важное в положительных эмоциях то, что они создают базу для формирования памяти.

На фоне положительных эмоций мозг, и прежде всего кора больших полушарий, запоминает те поведенческие программы, которые привели к успеху.

Если кора уже знала эти программы, они становятся для мозга более предпочитаемыми, повышается их «рейтинг», вероятность дальнейшего выбора.

Если же поведение не привело к успеху, желудок так и остался пустым, а на язык ничего вкусненького не попало, то потребность будет продолжать нарастать. Это субъективно воспринимается как негативные эмоции (отмечено на рис. 12.2 тремя звездочками). На фоне таких эмоций программы, оказавшиеся неудачными, будут подтормаживаться, их «рейтинг» будет падать, и в дальнейшем они будут выбираться с меньшей вероятностью.

Таким образом, в нервной системе существует конкуренция двух уровней информации. Первый из них – это потребности. Оборонительное поведение «воюет» с исследовательским, половым, пищевым, подражательным и т. д. Должен произойти выбор того, что еще один великий российский физиолог, современник И. П. Павлова, Алексей Алексеевич Ухтомский назвал «доминантой».

Второй уровень конкуренции – когда уже выбрана потребность и соревнуются программы, которые эту потребность могут удовлетворить. В этом случае каждая программа стремится «повести за собой» наше поведение и, если получится, заслужить «дополнительные баллы». Ведь чем больше «рейтинг» программы, тем чаще она будет присутствовать в наших нейросетях в активной форме.

Видимо, таково «предназначение» каждой программы поведения как некой информационной сущности, и это чрезвычайно похоже на логику эволюционного процесса. Только в истории с эволюцией за ограниченные ресурсы (солнечная энергия, питательные вещества) конкурируют генетические «конструкты» – особи, популяции, биологические виды… И неудачники вымирают. В случае поведенческих программ идет «борьба» синаптических контактов: увеличение рейтинга программы означает, что реализующие ее синапсы передают сигналы более эффективно, тормозя относительно слабые информационные потоки (конкурирующие программы и синапсы).

Особый вопрос: за счет чего синапс (и нейросеть в целом) начинает работать эффективнее? Ответ на него ищет (и успешно находит) особый, очень важный раздел нейробиологии – физиология памяти, описывая «пластические» перестройки контактов между нейронами: усиление синтеза медиаторов, увеличение количества рецепторов на мембране клетки-мишени. Зафиксировано физическое разрастание интенсивно «обучающихся» и «набирающих баллы» за счет успешного поведения синапсов – увеличение площади контактирующей с аксоном мембраны клетки-мишени или возникновение на ней особых выростов – дендритных шипиков. В активно функционирующих нейросетях могут возникать новые синапсы (тогда говорят о синаптогенезе de novo), для чего клетки-мишени выделяют особые белковые молекулы – факторы роста нервов (NGF, BDNF, GDNF и другие), провоцирующие ветвление аксонов и формирование у них дополнительных отростков-коллатералей. Возможен даже нейрогенез – возникновение новых нейронов из стволовых клеток, хотя данный процесс обнаруживается уже не во всех, а только в строго определенных областях мозга, способных к обучению (обонятельная система, гиппокамп).

Схема, представленная на рис. 12.2, связывает потребности, эмоции, обучение и позволяет зациклить нервные процессы, демонстрируя, что наше поведение – практически непрерывный континуум, который длится, длится и длится.

Когда мы удовлетворяем одну потребность, на очереди стоит вторая, удовлетворили вторую – подступает третья. Это позволяет человеку в норме интересно и позитивно существовать в окружающем мире и уж точно не скучать.

В нейросетях, связанных с конкретными потребностями, работают сложные и различающиеся по составу ансамбли нейромедиаторов. Именно они обеспечивают генерацию как положительных, так и отрицательных эмоций. Значение эмоций, во-первых, как подкрепляющего фактора, на фоне которого идет обучение, во-вторых, как фактора, который информирует мозг об успехе деятельности, дает обобщенную оценку итогам поведения, широко обсуждается в физиологической, психологической, философской литературе.

Так, академик П. В. Симонов, на чью классификацию потребностей мы постоянно опирались, много писал о подкрепляющей и оценочной функции эмоций. Павел Васильевич выделял шесть базовых эмоций, которые можно зарегистрировать не только у любого человека, но и при стимуляции мозговых структур высокоразвитых экспериментальных животных (обезьяны, собаки): радость, горе, страх, гнев, удивление, отвращение. Если сравнивать их друг с другом, то очевидно, что первые две эмоции характеризуют глобальный успех либо неудачу деятельности; остальные связаны с более конкретными потребностями. Так, страх и отвращение являются компонентами пассивно-оборонительных реакций, гнев – проявлением агрессии, удивление – важнейшим участником исследовательских программ.

В качестве примера более детализированной классификации можно привести систему американского психолога Роберта Плутчика[[55] ], выделившего восемь базовых эмоций: радость, доверие, страх, удивление, печаль, неудовольствие, гнев, ожидание – и разместившего их по кругу в виде лепестков цветка. На следующем шаге он присоединил к каждой из базовых эмоций еще две ее градации с более высокой и более низкой интенсивностью (скажем, ужас-страх-опасение или изумление-удивление-отвлечение). Наконец, для каждой очередной пары базовых эмоций в «цветке» он зафиксировал промежуточное состояние (между радостью и доверием – любовь; между гневом и ожиданием – агрессия). Итого – 32 варианта. Впрочем, все они так или иначе «привязываются» к одной или нескольким биологическим потребностям. Об этом писал и сам Р. Плутчик, именуя свою концепцию психоэволюционной теорией эмоций.

Роберт Плутчик в значительной мере базировался на клиническом материале, однако указывал, что его подход основан на таких компонентах поведения не только человека, но и животных, как ориентация, исследование, воспроизводство, разрушение препятствий, отвержение, подчеркивал генетическую основу эмоций. Читатель же, конечно, легко заметит параллели между классификациями П. В. Симонова (физиолога мозга, нейрофизиолога) и Р. Плутчика (психолога, психотерапевта, психиатра).

Здесь следует подчеркнуть существование еще одного важнейшего нейробиологического понятия – подкрепления. Этот термин также ориентирован на результат поведения, деятельности организма.

Если удалось совершить что-то важное, полезное, мы получаем положительное подкрепление, связанное с положительными эмоциями.

При неудаче мы говорим об отрицательном подкреплении, связанном с негативными эмоциями. Наиболее существенные категории положительных и отрицательных подкреплений наша нервная система детектирует врожденно (скажем, еда и боль) и старается так организовать поведение, чтобы чаще получать положительные подкрепления и реже – отрицательные.

При этом позитивные эмоции возникают тогда, когда нам не только удается достичь положительного подкрепления, но и в результате правильно и вовремя запущенных поведенческих программ избежать подкрепления отрицательного. И наоборот, негативные эмоции – это результат не только действия отрицательных подкреплений, но и реакция на «упущенные» положительные подкрепления.

Позитивные эмоции возникают уже тогда, когда вероятность достижения положительного подкрепления либо вероятность избегания отрицательного подкрепления растет; негативные эмоции легко вызывает само приближение отрицательного подкрепления и даже незначительные неудачи на пути к положительному подкреплению. Академик П. В. Симонов использовал эту логику работы нервной системы для создания своей общеизвестной «потребностно-информационной теории эмоций».

Важнейшие медиаторы, связанные с эмоциями

Какие же медиаторы отвечают за генерацию положительных эмоций и работают в центрах биологических потребностей? Вот он, список этих важнейших молекул: дофамин, норадреналин, опиоидные пептиды, серотонин, ацетилхолин, анандамид. Выделение данных веществ соответствует моментам удовлетворения потребностей. Конечно же, существуют их антиподы, связанные с отрицательными эмоциями, фрустрацией, неудачами: эндозепины, нейропептид PPI, фрагменты холецистокинина, ноцицептины.

В современной нейрофизиологии и нейрофармакологии ситуация такова, что медиаторы негативных переживаний изучаются довольно мало. В основном исследуются соединения, обусловливающие положительные эмоции. Это в значительной степени определяется проблемами и задачами практической наркологии.

Если взять вещество, похожее на медиатор, вызывающий положительные эмоции, способное проходить из крови в мозг через гематоэнцефалический барьер и притом устойчивое к разрушительному действию ферментов, это вещество с высокой вероятностью окажется наркотиком.

Наркотик – молекула, продуцирующая сильные позитивные эмоции самим фактом попадания в мозг. В этом случае очень быстро развивается весьма устрашающая ситуация: нервная система вдруг обнаруживает, что для получения удовольствия и даже эйфории вовсе не нужно совершать никакой реальной деятельности. Не нужно есть, узнавать новое, любить… Достаточно принять таблетку или уколоться.

Наркотик словно «черный ход» в центры положительных эмоций, центры потребностей, причем его использование очень быстро ведет к патологическому обучению, выработке навыков получения позитивных эмоций искусственным и травматичным для мозга способом.

Итак, на фоне наркотика обнаруживается, что есть «химическая» замена реальному поведению, реальной жизни – так формируется психологическая зависимость. Однако параллельно протекают и еще более глубинные процессы: работа дофаминовых, эндорфиновых, ацетилхолиновых синапсов, подвергающихся повторным атакам молекул, похожих на «родной» (эндогенный) медиатор, быстро нарушается, ухудшается. Синапс теряет рецепторы, снижает синтез медиатора, «ожидая» очередной дозы наркотика. Так развиваются физиологические привыкание и зависимость. Привыкание означает, что со временем необходимо повышать дозу препарата для достижения того же эффекта. Зависимость обнаруживает себя в форме синдрома отмены: при попытке отказаться от наркотика вдруг обнаруживается, что без него центры положительных эмоций работают крайне плохо, развиваются тяжелые депрессивные состояния (абстинентный синдром), порой осложненные болевыми ощущениями (как в случае морфина и героина).

Перетерпеть абстинентный синдром, неделями и месяцами ожидая восстановления синапсов, очень непросто. В ряде случаев может оказаться, что нейроны в центрах удовольствия повреждены необратимо, и тогда человек остаток жизни будет проживать на депрессивном фоне с искусственно «сбитым» балансом центров положительных и отрицательных эмоций.

Сейчас поговорим подробнее о медиаторах положительных эмоций и сходных с ними по химической структуре наркотических и лекарственных препаратах несколько подробнее.

Норадреналин – это молекула, связанная со стрессом, потенциальной или реальной опасностью, и те положительные эмоции, которые она вызывает, можно определить как ощущение преодоления препятствий, чувство победы, азарта, успешного избегания отрицательного подкрепления.

Дофамин очень явно себя проявляет там, где удовлетворение потребности связано с движением. Если нужно активно шевелить руками и ногами, причем по ходу этого интенсивного движения, бега человек достигает какой-то цели, некоторого положительного подкрепления, удовлетворяет определенную потребность, то сопутствующие эмоции наверняка имеют дофаминовую природу.

Опиоидные пептиды, энкефалины и эндорфины, в отличие от дофамина, как правило, связаны с ситуациями, когда после удовлетворения потребности и получения положительного подкрепления наблюдается некоторое «поведенческое затихание» (еда, секс). Иными словами, если после всего прекрасного, что с вами случилось, хочется бежать по улице и кричать: «О, как мне хорошо!» – то это дофамин. Если же вы тихо лежите в углу и вяло думаете: «Да-а-а-а, это было прекрасно», тут, конечно, работают эндорфины.

Действие наркотиков, похожих на дофамин, как уже упоминалось, обладает четкими признаками психомоторной стимуляции: помимо позитивных эмоций, а порой – яркой эйфории, они активируют движения, ментальную (мыслительную) деятельность, возникает ощущение могущества, величия. К этой категории относятся амфетамины, кокаин. Серьезное нарушение функционирования синапсов при их повторном введении в организм происходит, как правило, после 20–30 приемов.

Эффекты морфина, героина (молекул, действующих на те же синапсы, где работают эндорфины)«выдергивают» человека из окружающего мира; состояние наркозависимого похоже на нахождение в теплом коконе, саркофаге, в которых человек блаженно «плавает» несколько часов, и все остальное (даже сильная боль) не имеет значения. Серьезная поломка синапсов происходит катастрофически быстро – после 5–10 приемов в случае морфина, после 2–5 приемов в случае героина.

Психологическая зависимость в случае сильных наркотиков (а молекулы, похожие на дофамин и эндорфины, относятся именно к этой категории) формируется с первого же раза.

Ацетилхолин – еще один медиатор положительных эмоций. Он связан с ощущением физиологического комфорта, с программами «лени», экономии сил, гомеостатического баланса, с ощущением безопасности. На ацетилхолин похож никотин – токсин табака, зависимость от которого обычно формируется довольно медленно – нужно выкурить многие сотни сигарет. К сожалению, никотин в чистом виде оказался в последнее время относительно доступен, что привело к всплеску его потребления (в том числе несовершеннолетними).

К этой же группе «рекреационных наркотиков» относят порой и сходные с медиатором анандамидом молекулы каннабиноидов – токсинов конопли. Вместе с тем влияние каннабиноидов на центры положительных эмоций в сравнении с никотином более выражено, что делает формирование привыкания и зависимости более быстрым, стойким, в сравнении с никотином. В некоторых случаях каннабиноиды, кроме того, способны вызывать галлюцинации; никотин может порой оказывать психостимулирующее действие; каннабиноиды усиливают аппетит, никотин его понижает.

Еще раз подчеркнем, что любая молекула, затрагивающая центры положительных эмоций, создает такое психическое состояние, на фоне которого происходит быстрое запоминание и укрепление поведенческих программ, связанных с приемом наркотика. В этом случае мы говорим о патологическом обучении, и «удалить» потом сформированные навыки из мозга крайне сложно.

Дофамин – главный медиатор положительных эмоций

Если еще раз обозреть нервные центры, связанные с потребностями и положительными эмоциями, в глаза бросается центральная роль дофамина. Несмотря на то что самая сильная эйфория – опиоидная, морфино-героиновая, основная часть нейронных контуров и синапсов положительного подкрепления использует дофамин.

Поэтому дофамин по праву можно считать главным медиатором позитивных эмоций и положительного подкрепления.

В мозге выделяются вполне определенные, фиксированные зоны, где концентрация дофаминовых нейронов высока (рис. 12.3). Из этих структур аксоны идут прежде всего в целый ряд областей больших полушарий, формируя состояния, обусловленные положительными эмоциями и положительным подкреплением.

Основная масса дофаминовых нейронов сосредоточена в ядрах среднего мозга – черной субстанции (substantia nigra) и расположенной чуть ниже вентральной покрышке (VTA – ventral tegmental area). Каждый из этих центров может самостоятельно влиять на большие полушария и регулировать процессы обучения – эволюционно более древний вариант передачи управляющих сигналов. Более эволюционно новый путь связан с проведением дофаминовых сигналов через nucleus accumbens (прилежащее ядро прозрачной перегородки).

Рис. 12.3. На схеме в верхнем левом углу показаны основные структуры, вырабатывающие дофамин: черная субстанция и вентральная покрышка среднего мозга. Цифрами отмечены их влияния на двигательные области базальных ганглиев (1), прилежащее ядро и гипоталамус (2), кору больших полушарий (3). Представлены также формулы медиаторов, наиболее значимых с точки зрения генерации положительных эмоций, и некоторых их агонистов

В мозге высокоразвитых позвоночных, птиц и млекопитающих прилежащее ядро опосредует и переключает самые разные подкрепляющие сигналы. Напомним, что эта структура, как и миндалина, относится к базальным ганглиям. Nucleus accumbens не занимается специфически какой-либо одной биологической потребностью. Он является тотальным коллектором информации об успехе, ключевым центром генерации положительных эмоций и, соответственно, важнейшей зоной, которая обеспечивает повышение рейтинга поведенческих программ.

Прилежащее ядро относят еще к вентральному стриатуму – передне-нижней области базальных ганглиев. Анатомически с ним в наиболее явной форме взаимодействуют VTA и голубое пятно (структура, которая связана с выделением норадреналина). Дальше сигналы из прилежащего ядра через ряд переключающих структур (вентральный паллидум, передние ядра таламуса) уходят в кору больших полушарий и создают состояние, способствующее запоминанию действий и навыков, которые принесли удовольствие.

В результате оказывается, что nucleus accumbens – это ключевой центр как позитивных эмоций, так и формирования наркотической зависимости.

Пути любого наркотика лежат через данную структуру.

В качестве примера приведем рассмотренную еще в начале книги биологическую потребность в пище. Когда центр голода активируется, кора больших полушарий под его давлением запускает программу поиска еды. Если живому существу удалось ее найти, откусить, проглотить, то возникают стимулы, приводящие к падению пищевой потребности, желудок наполняется, и именно это воздействует на прилежащее ядро. Но описанная цепь событий – не мгновенный процесс. Правильно диетологи нам говорят: «Ешьте медленнее, жуйте долго и многократно один и тот же кусок». Системе положительных эмоций и удовольствия необходимо время, чтобы активно заработать. Получается, если вы проглотили весь обед за несколько секунд, то этим лишили себя многих позитивных переживаний, а кора больших полушарий осталась в недоумении: «Что это было?» Отсюда мораль: если уж вы находитесь в какой-то приятной ситуации, не торопитесь, дайте прилежащему ядру время для ощущения воздействия. Ведь к нему идет очень много информации (в случае питания – от стенок желудка, вкусовых рецепторов, хеморецепторов, отслеживающих концентрацию глюкозы в крови). А прилежащее ядро, в свою очередь, передает в кору больших полушарий очень важный итог своих вычислений: «Нейроны и синапсы, работавшие здесь и сейчас, – молодцы, и все случившееся имеет смысл запомнить!»

Дофаминовые влияния вентральной покрышки среднего мозга (VTA) задают тонус прилежащего ядра. В зависимости от того, насколько VTA активна, один и тот же сигнал может восприниматься и как слабая положительная эмоция, и как почти эйфория. Важен некий базовый уровень эмоций, и если мало дофамина (или рецепторов к дофамину), то жизнь вообще мало радует, а это уже путь к депрессии.

Отметим еще один важный факт. В настоящее время целый ряд исследований показывает, что максимальная активация нейронов VTA и наиболее мощное выделение дофамина происходит в самом начале удовлетворения потребности, а то и еще раньше – в ту секунду, когда становится ясно, что потребность наверняка будет удовлетворена. Скажем, в случае павловской собаки – это момент включения условного стимула, звонка или лампочки, сигнализирующего о скором и обязательном появлении пищи. Выходит, для получения положительных эмоций от прекрасного блюда вовсе не обязательно его немедленно есть, можно (и нужно) просто некоторое время на него полюбоваться и обязательно похвалить повара.

Еще раз подчеркнем, что, кроме влияния на прилежащее ядро прозрачной перегородки, которое в случае подкрепления и эмоций оказывается очевидной «каждой бочки затычкой», любой из центров биологических потребностей эксплуатирует и более древние информационные каналы, более древние пути, напрямую идущие в кору больших полушарий. Например, у рыб и амфибий система обучения и подкрепления работает без чего-то похожего на nucleus accumbens (правда, их способность к формированию навыков и условных рефлексов сильно ограничена). В дальнейшем в ходе эволюции оказывается, судя по всему, важным сформировать этот дополнительный усилительный механизм, интегрирующий положительные эмоции, и связать его деятельность с активностью дофамина, поступающего из среднего мозга. Почему именно дофамин, можно только предполагать. Эволюция выбирает из того «меню» мутаций, которые случаются с конкретными организмами, и, видимо, кто-то из предков современных наземных позвоночных «поймал» соответствующие изменения генов. Возможно, дело в том, что дофамин оказывает более «точечные» влияния внутри ЦНС в сравнении с серотонином и норадреналином; с другой стороны, дофаминовые нейроны локализованы в довольно ограниченных зонах (в отличие от ацетилхолиновых и эндорфиновых), что делает управление их активностью более доступным…

Когда человек испытывает позитивные эмоции по самым разным поводам, на изображениях, получаемых с помощью фМРТ, «загораются» центры специфических потребностей плюс nucleus accumbens как коллектор положительных подкрепляющих сигналов. Соответственно, ощущаем ли мы сладкий вкус, рассматриваем ли фото любимой девушки, узнаем ли о том, что на наш счет перевели немного денег, или, лежа в томографе, играем в компьютерную игру – в любом случае активируются эти структуры, настолько они важны и колоссально значимы.

Дофамин как химическое соединение имеет несложную молекулу. Впрочем, большинство медиаторов тоже представляют собой маленькие шустрые молекулы, которые должны быстро пересекать синаптическую щель, иначе процессы передачи сигналов будут замедлены. Дофамин нейронов VTA значим при самых разных вариантах новизны, вплоть до творческих процессов, научных открытий, реакции на юмор. Дофамин нейронов черной субстанции важен тогда, когда мы двигаемся, а это танцы, спорт и вообще любой вариант перемещения в пространстве. А если движения плюс новизна, то тогда совсем хорошо получается!

Например, гулять по новому городу, любуясь архитектурой; играть в подвижную коллективную игру, обстоятельства которой постоянно меняются; попасть на мастер-класс по какому-нибудь виду прикладного искусства и что-то смастерить своими руками.

Вещества, похожие на дофамин

Амфетамин

Вещества, похожие на дофамин и усиливающие работу соответствующих синапсов, являются серьезными психотропными препаратами, которые параллельно стимулируют как двигательную, так и ментальную активность, да еще и вызывают положительные эмоции. Поэтому их отнесли к группе психомоторных стимуляторов. Некоторые из них в малых дозах используются как лекарства, например при тяжелых депрессиях. Но большинство из них – серьезнейшие наркотики. Прежде всего к ним относятся амфетамин и кокаин.

Амфетамин влияет на разные компоненты деятельности синапса. Важнее всего то, что он увеличивает количество молекул дофамина, загружаемых в каждый пузырек-везикулу. В результате порция дофамина, которая выбрасывается при приходе электрического импульса, на фоне амфетамина становится больше и дофамин оказывает на рецепторы более сильное воздействие. Растет двигательная активность и скорость ментальных процессов (на фоне положительных эмоций).

Амфетамины были открыты еще в начале XX века, и при их описании ученые и медики сначала были настроены очень оптимистично: эти соединения снимают ощущения голода, увеличивают подвижность, дарят позитивные эмоции. То есть про еду забываешь, в теле образуется приятная гибкость, хочется активно двигаться и радоваться. Явное вещество счастья!

Первое, для чего амфетамины попробовали применять, – контроль веса. В целях решения вековой задачи человечества «что бы такое съесть, чтобы похудеть» амфетамины, казалось бы, идеально подходят. Но довольно быстро стало понятно, что эти препараты обладают наркотическими свойствами и на фоне их приема формируются привыкание и зависимость. Привыкание означает, что нужно повышать дозу вещества, для того чтобы при повторных введениях достигать того же эффекта. Зависимость проявляет себя тогда, когда человек пытается отказаться от препарата. При резком отказе возникает синдром отмены (абстинентный синдром), который по специфике проявлений противоположен эффектам наркотика.

Итак, наркотики – вещества, мощно и долгосрочно влияющие на работу синапса. Они серьезно деформируют, ухудшают его деятельность, а иногда даже разрушают синапсы и нейроны.

Дело в том, что большинство синапсов ЦНС (в том числе дофаминовые) врожденно «знают», с какой активностью в среднем идет передача сигналов. И если вы начинаете с помощью амфетамина усиливать этот процесс, то синапс сопротивляется. Он начинает вырабатывать меньше дофамина, на мембране клетки-мишени снижается количество рецепторов. Это и есть первопричина привыкания: для того чтобы мозг продолжал работать так, как нужно, необходимо регулярно повышать дозу. В тот момент, когда человек решит отказаться от наркотика, обнаружится, что дофаминовые синапсы без амфетамина нормально уже не работают. Не будет никакой двигательной активности, положительных эмоций, и даже мысли почти остановятся. То есть возникнет тяжелое депрессивное состояние, безвольное, с негативными эмоциями. Амфетамины, как уже было сказано, вызывают зависимость примерно за 20–30 приемов, если их принимать несколько раз в неделю. За месяц-полтора можно вполне стать амфетаминовым наркоманом.

Амфетамины прошли длинную историю, использовались в качестве психостимуляторов во время Второй мировой войны в армиях Германии и США; затем были спортивными допингами и наконец перешли в разряд запрещенных наркотических соединений – «наркотиков дискотек». В некоторых странах (но не в России) амфетамины в малых дозах используют как лекарства при определенных заболеваниях (СДВГ, нарколепсия, тяжелая депрессия и др.).

Кокаин

Еще более серьезная история касается кокаина, который заставляет дофамин дольше находиться в синаптической щели. Как уже отмечалось в начале главы (рис. 12.1), всякий медиатор, после того как он выделился и подействовал на клетку-мишень, через некоторое время должен быть удален с рецептора. Есть различные механизмы такой инактивации, например с помощью фермента, который появляется в щели и «выкусывает» медиатор. Но чаще всего действует так называемый обратный захват. Есть специальные белки-насосы, которые возвращают медиатор обратно в пресинаптическое окончание аксона, чтобы его повторно использовать. Это очень экономно, и именно так выключается действие дофамина – он постепенно всасывается обратно в аксон.

Кокаин останавливает этот процесс, и дофамин продолжает находиться в синаптической щели, что похоже на ситуацию, когда вы нажали на клавишу клавиатуры, а она «залипла». При этом закономерно развиваются психостимулирующие эффекты, причем в сравнении с амфетаминами кокаин меньше влияет на двигательную активность и больше – на ментальную активность, параллельно вызывая очень мощную эйфорию.

Когда древние инки или современные боливийцы жуют листики кустарника коки, то действие кокаина проявляется слабо, поскольку непосредственно в растении его концентрация невелика. А вот после того как в XIX веке выделили кокаин в чистой форме, человечеству явился опаснейший наркотический препарат. На данный момент кокаин является в мире наркотиком № 2 после героина.

Привыкание и зависимость к кокаину формируется очень быстро, при этом резко меняется структура личности человека: на фоне кокаина он становится более агрессивным, эгоцентричным, импульсивным. Абстинентный синдром сопряжен с сильнейшей депрессией.

Еще раз подчеркнем, что, несмотря на опасности, связанные с наркотиками, дофамин – прекрасное вещество, которое обеспечивает львиную долю наших положительных эмоций (эмоции, обусловленные движениями, новизной, игрой).

Прочие медиаторы, связанные с положительными эмоциями

Помимо дофамина, конечно, хотелось бы сказать «спасибо» и остальным медиаторам, связанным с положительными эмоциями.

Норадреналин

Надеюсь, по ходу нашего повествования читатель уяснил, что норадреналин – это молекула, связанная со стрессом, потенциально опасными ситуациями, страхом, агрессией.

Когда удается избежать какой-то опасной ситуации, наш организм испытывает норадреналиновые положительные переживания.

Norepinephrine (NE – общепринятое сокращение норадреналина) одновременно является и медиатором симпатической нервной системы, и гормоном надпочечников, и медиатором центральной нервной системы. В головном мозге тела нейронов, использующих для передачи сигналов норадреналин, находятся преимущественно в структуре, которая называется голубое пятно.

В отличие от дофаминовых нейронов среднего мозга, направляющих аксоны исключительно в большие полушария, причем довольно локально, аксоны клеток голубого пятна, синтезирующих норадреналин, расходятся и ветвятся по всей центральной нервной системе. Они влияют на очень многие функции, в том числе повышают уровень бодрствования и улучшают обучение, снижают болевую чувствительность. Если удалось удачно уйти от опасности, норадреналин вызывает положительные эмоции на фоне успешного преодоления стресса. Следовательно, с норадреналином связаны ощущения победы, азарта. В спорте, в активных играх, особенно в экстремальных видах спорта, чем больше опасности, тем больше у человека выделяется норадреналина. Если вы сидите за компьютером и «отстреливаете» монстров, при этом, конечно, есть ощущение опасности, но слабенькое (хотя тоже значимое). Другое дело, когда вы прыгнули с парашютом или висите на скале над реальной пропастью. Тут норадреналина столько, что потом вы годами будете вспоминать эту ситуацию и думать, как вы круты и как вообще это было прекрасно.

Люди реально могут оказываться в зависимости от выделения норадреналина и постоянно стремиться повторить связанные с ним ощущения. Если голубое пятно мощно работает, это создает активный, азартный темперамент. То есть, если вы в принципе азартный человек и склонны к риску, значит, у вас в мозге много норадреналина и настроенных на него рецепторов. Соответственно, вы склонны ввязываться в авантюры, в том числе прыгать с парашютом, ходить на байдарках через пороги или гонять по шоссе на автомобиле с избыточно высокой скоростью.

Эфедрин

Вещества, похожие на норадреналин, к сожалению, могут обладать наркотическим действием. Одним из самых известных таких соединений является эфедрин. Это токсин родственных хвойным растениям кустарников рода эфедра, который использовался давным-давно в традиционной народной медицине как вещество, расширяющее бронхи и являющееся кардиостимулятором. Эфедрин также помогает против насморка, сжимая сосуды носовой полости.

На современном уровне развития медицины уже нет необходимости в использовании эфедрина, потому что разработаны гораздо более специфические молекулы, которые влияют только на бронхи, только на сосуды, только на сердце. Эфедрин в итоге сейчас в основном выведен из списка лекарственных препаратов, но как наркотик продолжает оставаться актуальным. Эфедрин, похожий на него катинон (токсин кустарника кат Catha edulis) и их более активные производные, зачастую кустарно получаемые в домашних условиях, находятся в списке запрещенных наркотических препаратов. Они вызывают эйфорию, сопровождающуюся подъемом кровяного давления и сердцебиением. Сбор эфедры в России, естественно, тоже законодательно запрещен.

Опиоидные пептиды

Это группа медиаторов, по значимости сравнимых с дофамином. Более того, самая сильная эйфория вызывается именно веществами, похожими на опиоидные пептиды. В мозге соответствующие нейроны распределены компактными группами в большом числе областей, которые связаны прежде всего с контролем боли и контролем положительных эмоций.

На химическом уровне опиоидные пептиды – молекулы, состоящие из цепочек аминокислот. Вещества, похожие на них, вызывают обезболивание и эйфорию. Именно такой молекулой является морфин.

Морфин

Морфин – токсин, характерный для снотворного мака Papaver somniferum. Свойства снотворного мака, а точнее, его подсохшего млечного сока, называемого опиум, известны человечеству тысячи лет. Как и в случае с листьями коки, пока люди употребляли растительное сырье, эффект наркотика был заметно слабее. Да, курение опиума вызывает сонное блаженное состояние, привыкание и зависимость, но не резкую эйфорию. А вот когда из опиума выделили чистый морфин, ситуация стала гораздо серьезнее. Оказалось, что эта молекула обеспечивает мощнейший обезболивающий эффект и очень сильную эйфорию. В итоге морфин оказался не только колоссально значимым лекарственным препаратом-анальгетиком, но и одним из самых страшных наркотиков.

Надо сказать, что растения, создав морфин и подобные ему соединения, совершили, по сути, биохимический подвиг. На исходную структуру медиаторов – опиоидных пептидов (например, лей-энкефалина; рис. 12.3, внизу справа) – морфин, на первый взгляд, совсем не похож. Тем не менее он эффективно действует на опиоидные рецепторы в синапсах и ключевая часть его молекулы нажимает на те же молекулярные «кнопки», которые активируют опиоидные пептиды (энкефалины, эндорфины и др.). При этом морфиноподобные молекулы, в отличие от пептидов, химически очень устойчивы, медленно разрушаются в крови и легко проникают в мозг.

Морфин получил широчайшее применение уже в середине XIX века, когда был изобретен шприц, и именно с применением морфина возникла наркология как отдельная область медицины. До морфина, конечно, существовали люди с наркотической зависимостью. Но считалось, что если человек стал наркоманом, то это его личный выбор, слабость его характера и виноват в этом он сам. В середине XIX века морфин начали тотально использовать в военно-полевой хирургии для обезболивания. В это время стало очевидно, что существуют механизмы, которые из любого человека могут сделать морфин-зависимого. То есть если вы оперируете 100 солдат и каждому из них вводите морфин как обезболивающее в течение недели, то потом все 100 становятся наркоманами. Следовательно, в возникновении привыкания и зависимости есть не только психологическая, но и физиологическая составляющая. Медики обнаружили, что такая зависимость протекает как заболевание, при этом включаются серьезные клеточные механизмы. То есть ученые и врачи осознали, что наркомания – это не просто психологическая слабость.

В течение второй половины XIX века химики пытались что-то сделать с молекулой морфина, чтобы обезболивание осталось, а зависимость исчезла. Сейчас мы понимаем, что это в принципе невозможно. Если вещество всерьез влияет на работу синапса через рецепторы, обязательно возникнут привыкание и зависимость. Это относится не только к наркотикам, но и вообще к серьезным психотропным препаратам: нейролептикам, антидепрессантам, транквилизаторам, снотворным. Но тогда этого не знали и пытались модифицировать морфин. И в какой-то момент показалось, что получилось. Очередное производное морфина (диацетилморфин) оказалось в 10 раз более эффективным, его назвали «героическое обезболивающее» – героин.

Героин

Героин – химически модифицированный морфин, который в 10 раз легче проходит в мозг. Однако привыкание и зависимость при применении этого вещества идут еще быстрее.

Если морфин вызывает зависимость после 5–10 приемов, то героин – после 2–5 раз.

Более того, героиновая эйфория настолько сильна, что буквально «выжигаются» нейроны в центрах положительных эмоций (конкретный механизм определяется так называемой нейротоксичностью глутамата и гибелью нейронов при сверхактивации; аналогичные события могут происходить в нейросетях в ходе повторных эпилептических припадков).

Всего нескольких приемов героина часто хватает, чтобы человек необратимо повредил себе центры положительных эмоций. Дальше даже если он выбрался из зависимости, то, скорее всего, всю оставшуюся жизнь будет жить на депрессивном фоне, потому что у него теперь глобально сбит баланс между центрами положительных и отрицательных эмоций. Героин очень травматичен для мозга. Понимание того, что героин – вещество, которое вообще ни разу нельзя пробовать, – это понимание хотелось бы донести до каждого человека.

Однако, надо отметить, что героин создавался как лекарственный препарат, и фирма Bayer, которая изобрела аспирин, сделала и героин. В какой-то момент его даже позиционировали как препарат против кашля. Сейчас это наркотик № 1 в мире, и, к сожалению, наша страна находится на основном пути афганского наркотрафика, что уже сделало героин-зависимыми большое количество россиян. Все это очень опасно, смертельно опасно.

Серотонин

Про серотонин в нашей книге упоминалось в основном в связи с депрессией. Дело в том, что, в отличие от трех перечисленных выше медиаторов, он тормозит отрицательные эмоции, а не вызывает положительные. В этом смысле называть серотонин гормоном счастья, как это часто делается в массмедиа, конечно, чересчур. Во-первых, он работает в случае баланса позитива и негатива не как гормон, а как медиатор. Во-вторых, он не столько вызывает положительные эмоциональные переживания, сколько тормозит отрицательные. Аккуратная активация серотониновых синапсов действительно обеспечивает при депрессиях выравнивание баланса между центрами положительных и отрицательных эмоций. Мягкие антидепрессанты являются препаратами, специфически усиливающими эффекты серотонина (прежде всего тормозящими его инактивацию).

Если депрессия тяжелая, то антидепрессанты, как правило, должны воздействовать на работу не только серотонина, но также дофамина и норадреналина. Тогда они усиливают положительные эмоции и одновременно снижают отрицательные, опять-таки выравнивая баланс. Депрессия особенно опасна тем, что серьезно повышает вероятность суицида. Следует, конечно, обращать внимание на собственные депрессивные состояния и в тяжелых случаях обязательно обращаться к помощи специалистов-врачей.

На серотониновые синапсы влияет особая группа наркотических препаратов – галлюциногенов-психоделиков. Они выключают тормозное действие серотонина в коре больших полушарий, где этот медиатор «снимает» лишние сенсорные потоки, избыточные сигналы от центров эмоций и памяти. В результате развиваются галлюцинации, которые, в отличие от состояний, вызываемых молекулами амфетаминов, кокаина, эфедрина, морфина, вовсе не гарантируют положительных эмоций. Часто получается не good trip, а bad trip, ведущий к дальнейшим психозам, паническим атакам. Кроме того, находясь в состоянии галлюцинации – полностью искаженного мировосприятия, человек перестает контролировать свое поведение, забывает, что принял наркотик, и легко может нанести себе вред, совершить суицидальное действие.

Порой даже однократное применение чего-то, содержащего психоделики (например, курительных смесей-«спайсов»), может привести к очень серьезным и долгосрочным сбоям в работе мозга.

Ацетилхолин

На медиатор ацетилхолин весьма похож токсин табака никотин. Ацетилхолин в норме, а никотин при введении во время курения способствуют рекреации, приводят мозг к оптимальному состоянию.

В головном мозге ацетилхолин способен нормализовать состояние многих нейросетей, в том числе связанных с общим уровнем бодрствования. При стрессе он подтормаживает ЦНС, успокаивает; при вялом состоянии мозга, напротив, активирует. Аналогичным образом действует никотин, и курильщики используют его как для снятия стресса, напряжения, так и тогда, когда важно с утра побыстрее проснуться или вечером «подтолкнуть» уставшую нервную систему. Несмотря на весьма слабое действие, привыкание к никотину и формирование никотиновой зависимости, конечно, происходит. Для этого требуются обычно сотни применений, но тем не менее никотин – вполне реальный и, к сожалению, легально продаваемый наркотик. Не говоря уже о ядовитом табачном дыме, который в разы увеличивает вероятность рака легких.

Поэтому заядлым курильщикам предлагают переходить с реального курения на использование дающих «чистый» никотин электронных сигарет и пластырей, а для выхода из зависимости – применять молекулы, похожие на никотин, но существенно более слабые (например, варениклин).

Некоторые вещества, похожие на ацетилхолин, обладают галлюциногенными свойствами (например, атропин и сходный с ним синтетический препарат тропикамид).

Анандамид

Подобным ацетилхолину (и никотину) рекреационным действием характеризуются соединения, похожие на медиатор анандамид. Анандамид, благодаря своей весьма необычной жироподобной молекуле, работает в синапсах в направлении, противоположном стандартному: синтезируется в цитоплазме клетки-мишени, легко проникает через ее мембрану в синаптическую щель и влияет на рецепторы окончания аксона. Действие анандамида имитируют каннабиноиды, токсины конопли.

В сравнении с ацетилхолином, анандамин и каннабиноиды, помимо общего успокоения и создания ощущения комфорта, влияют на центры положительных эмоций, вызывая некоторую эйфорию. Это, очевидно, способствует формированию привыкания и зависимости, причем быстрее, чем в случае курения табака. В этом смысле повышение доступности марихуаны, происходящее в ряде стран мира, трудно назвать удачной идеей – и это относится к использованию любого серьезного наркотика, который «выводит» мозг человека из состояния эффективного взаимодействия с окружающей действительностью, снижает мотивацию делать что-то в реальном мире, стремясь к реальным целям. Хотя, конечно, с точки зрения государственных управляющих структур легализация определенных наркотиков способствует, во-первых, мощному увеличению сборов налогов; во-вторых, «рассеиванию» энергии социальной напряженности…

Современная фармакология рассматривает каннабиноиды в качестве отправной точки для создания новых групп анальгетиков, антидепрессантов и даже антиэпилептических препаратов.

Алкоголь

Завершим наш небольшой «химический» обзор алкоголем – этиловым спиртом. Данная молекула, как известно, не является медиатором, однако способна влиять на любые синапсы и нервные клетки, да и вообще на любые ткани и органы нашего тела.

Дело в том, что для замечательного соединения C_2H_5OH в нашем организме нет барьеров. Эта молекула способна с равным успехом растворяться и в воде, и в жирах.

Молекулы этилового спирта проходят через все барьеры мозга, и первым делом (при поступлении в дозе 10–20 г) активируют дофаминовую систему. В связи с этим стандартный эффект малых доз алкоголя – улучшение настроения. Наблюдается усиление выброса дофамина, активируются эмоциональные и двигательные центры, возможно снятие усталости. В средних дозах (до 60–80 г) основной мишенью алкоголя оказываются тормозные синапсы (прежде всего система гамма-аминомасляной кислоты, ГАМК), и рост торможения рассматривается как основа депрессантного, антистрессорного влияния спиртных напитков. В больших дозах (более 80–100 г) алкоголь изменяет работу столь значительной доли синапсов, что мы наблюдаем ухудшение работы всех медиаторных систем, двигательные, сенсорные и вегетативные нарушения. Происходит отравление продуктами распада этилового спирта и постепенное засыпание.

Если регулярно принимать алкоголь, то может сформироваться зависимость по дофаминовому либо по ГАМК-типу. В первом случае абстинентный синдром проявляет себя как вялость, депрессия, неспособность к какой-либо деятельности. Во втором случае при отказе от ежедневного приема спиртных напитков через несколько суток в нервной системе развивается существенное нарушение баланса возбуждения и торможения. Возникший в отсутствие этилового спирта дефицит торможения ведет к гиперактивации, агрессии; он же, вероятно, является причиной появления характерных галлюцинаций – мелких отвратительных существ (состояние «белой горячки»).

Прямое электрическое воздействие

С чего вообще начиналась работа со структурами, отвечающими за положительные эмоции? В середине XX века американский психофизиолог Джеймс Олдс[[56] ], занимавшийся изучением функций нервной системы крыс с помощью вживленных электродов, открыл особые зоны, которые идут по осевой линии ствола головного мозга. Стимуляция этих зон электрическим током вызывала явные признаки положительных эмоций. Более того, оказалось, что если позволить крысе, нажимая на педаль, раздражать любую из этих зон, то животное довольно быстро откажется (почти откажется) от других форм поведения. То есть крыса возле этой педали будет буквально жить, поскольку в данном устройстве теперь, судя по всему, воплощается все ее крысиное счастье. Животное забывает о еде, потомстве, усталости, давит и давит, пока не упадет от истощения. Получается очень впечатляющая модель, имитирующая поведение зависимого от тяжелых наркотиков человека.

Что же находится на «осевой линии» Дж. Олдса? А там все те структуры, о которых мы еще раз вспомнили в данной главе: голубое пятно, вентральная покрышка и черная субстанция, гипоталамус, прилежащее ядро прозрачной перегородки. А еще области, богатые ацетилхолиновыми и опиоидными нейронами.

К счастью, современные технологии до вживления подобных электродов в мозг человека еще не дошли. Хотя, надо сказать, нейрофизиологи с некоторым ужасом ждут, что вот-вот появится некое приспособление в виде каски или кастрюли. Надел его на голову – и раз! – через пучки электромагнитных волн стимулируешь центры положительных эмоций (подобные технологии уже используются для точечного разрушения опухолей в мозге). И никакой наркотик не нужен, достаточно купить такой аппарат! Мозги через пару недель у «потребителя», конечно, сварятся, но зато сколько положительных эмоций он за это время получит (извините за черный юмор)…

Уже на уровне экспериментов с животными понятно, что, используя наши знания о центрах положительных эмоций и вживляя в мозг электроды, можно управлять поведением – пока, к счастью, только, например, крысы как некого «биоробота». Сочетая движения грызуна вправо-влево со стимуляцией прилежащего ядра или идущих к нему дофаминергических проекций покрышки, можно довольно быстро научить крысиный мозг в ответ на небольшое «подсказывающее» раздражение правой или левой лобной коры поворачивать в нужную сторону. И у вас получится крыса-спасатель (а может, крыса-шпион), управляемая с помощью джойстика и несущая на спине микрофон и видеокамеру. Кстати, при современном развитии техники даже крупный жук способен это оборудование нести, а нейрофизиологи-виртуозы уже умеют управлять бегом или полетом нашпигованного электродами насекомого.

То есть к путям и способам химических (фармакологических) воздействий на мозг постепенно присоединяются возможности подачи электрических (шире, физических) по природе управляющих команд. Это касается уже упоминавшегося метода транскраниальной магнитной стимуляции (TMS – transcranial magnetic stimulation) и попыток поляризации мозга слабым постоянным током (tDCS – transcranial direct current stimulation). Но наиболее впечатляющие результаты получаются при непосредственном хроническом вживлении в мозг стимулирующих электродов (DBS – deep brain stimulation). Эта процедура уже довольно давно (с конца XX века) и успешно реализуется в нейрохирургических клиниках (в Москве – в Центре нейрохирургии имени Н. Н. Бурденко) для подавления особо устойчивых очагов эпилепсии, депрессии, гиперкинезов, хронических болей и др. Естественно, операция по введению электродов (а они устанавливаются пожизненно) производится после письменного согласия пациента и его родственников.

В этом же направлении совершенствуются технологии нейрокомпьютерных интерфейсов (НКИ) – устройств для сопряжения живого и электронного мозга. НКИ могут работать «на вход»: процессор перекодирует сигналы с микрофона или видеокамеры и подает их в форме электрических импульсов на нейронные сети человека, лишенного способности слышать или видеть. НКИ, конечно, могут работать и «на выход»: электрическая активность коры больших полушарий считывается и перекодируется в сигналы к искусственным конечностям, клавиатуре компьютера, пульту управления инвалидной коляской (а в будущем – автомобиля, самолета, вертолета). Наконец, появляются примеры микропроцессоров, которые исследователи пытаются сделать элементами реальных нейросетей (гиппокампа, мозжечка, спинного мозга).

Все это бурно, стремительно развивается в XXI веке (чего стоит одно только «подключение» к данным разработкам Илона Маска и появление компании Neuralink), но это уже другая история…

Несколько заключительных слов

Для начала вновь отмечу то, о чем уже сказал в предисловии: эта книга – не учебник, не монография ученого и даже не исследование темы, предпринятое профессиональным журналистом. Это адаптированный к научно-популярному жанру курс лекций, читаемый в последние годы студентам МГУ – небиологам. Особо пытливым рекомендую воспользоваться возможностями интернета и конкретно Pubmed – общедоступной базы статей в рецензируемых журналах. Достаточно набрать ключевые слова (желательно, характеризующие узкую, конкретную тему), и появится доступ к резюме публикаций, а зачастую – к их полному тексту.

Например, набор слов maternal depression brain дает выход более чем на 1400 исследовательских и обзорных работ; если добавить к списку ключевых слов gene, то останется около 240 публикаций; а если еще и oxytocin – всего полтора десятка статей, что уже вполне реально можно просмотреть за обозримое время.

Второе примечание. Очень большой процент данных, упоминаемых по ходу повествования, получен на экспериментальных животных. Иногда весьма близких к человеку (прежде всего обезьянах), иногда – очень далеких: насекомых, моллюсках, червях. Важно понимать, что на уровне многих (но не всех) глобальных алгоритмов и механизмов (прежде всего синаптических) простые и сложные нервные системы весьма похожи. Это облегчает жизнь ученых и позволяет, работая на экспериментальных животных, вести, например, предварительный отбор перспективных лекарственных препаратов. Здесь совершенно необходимо вспомнить благодарным словом тысячи и тысячи лабораторных крыс, мышей и прочих существ, принесенных в жертву интересам человечества. Поверьте, физиологи искренне стараются свести их число к минимуму, и в любом случае их гибель во благо науки и медицины более благородна и возвышенна, чем превращение коров, свиней и кур в бифштексы и колбасу.

Наконец, важно еще раз подчеркнуть: сфера биологических потребностей – это одна из основ личности, тесно связанная с темпераментом человека. Соответствующие программы «инсталлированы» в мозге каждого из нас, причем с индивидуальной яркостью, интенсивностью. Потому для одних важнее безопасность и комфорт, для других – любопытство, преодоление препятствий, возможность быть лидером. Понимание этого факта подталкивает к «познанию самого себя», а также окружающих нас людей – родных и близких, товарищей по работе и хобби, потенциальных клиентов и случайных знакомых.

В итоге прочитанный вами текст прекрасно вписывается в сферу того, что сейчас часто именуется «эмоциональным интеллектом»; книга может служить богатым источником полезных сведений и «маленьких хитростей»-лайфхаков в самых разных областях жизни. И вот самые простые и самые актуальные из них: почаще «слушайте» свой организм и свой мозг; вовремя давайте им отдыхать, но и заставляйте работать, не забывайте снабжать нервную систему новой – и позитивной – информацией, не зацикливайтесь на стереотипах и смелее вторгайтесь в еще неизведанные сферы знаний.

Спасибо и до новых встреч!

Сноски

1

Иван Петрович Павлов (1849–1936) – русский и советский ученый, физиолог, создатель науки о высшей нервной деятельности, физиологической школы; лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1904 г.) «за работу по физиологии пищеварения». – Здесь и далее прим. ред.

2

Павел Васильевич Симонов (1926–2002) – советский и российский физиолог и психофизиолог, создатель информационной теории эмоций; предложил классификацию биологических потребностей.

3

Игорь Петрович Ашмарин (1925–2007) – советский и российский биохимик, физиолог, молекулярный биолог, вирусолог, заслуженный профессор МГУ (1995 г.).

4

Зигмунд Фрейд (1856–1939) – знаменитый австрийский психолог, психоаналитик, психиатр и невролог. Основатель психоанализа. Его труды оказали значительное влияние на психологию, медицину, социологию.

5

Абрахам Маслоу (1908–1970) – американский психолог, основатель гуманистической психологии. В упрощенном виде его идеи представлены в форме «Пирамиды Маслоу» – диаграммы, изображающей иерархию человеческих потребностей.

6

Симонов П. В. Эмоциональный мозг. – М.: Наука, 1981.

Симонов П. В. Лекции о работе головного мозга. Потребностно-информационная теория высшей нервной деятельности. – М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 1998.

Симонов П. В. Избранные труды, том 1. Мозг, эмоции, потребности, поведение. – М.: Наука, 2004.

7

JAMA Pediatr. Published online. September 06, 2016.

8

Front. Med. (Lausanne), 2018, May 4.

9

Эффект Кулиджа – термин, используемый в психологии и биологии для описания феномена, при котором новое кажется более привлекательным и сексуальным, чем привычное.

10

Корбиниан Бродман (1868–1918) – немецкий невролог, один из основателей учения о цитоархитектонике (величине, форме и расположении клеток) коры головного мозга.

11

Поль Брока (1824–1880) – французский хирург, анатом, антрополог; обнаружил двигательный речевой центр, который располагается в нижней задней области лобной доли человека; при моторной афазии Брока страдает устная речь без нарушений прочих функций артикуляционного аппарата (пациент может жевать, свистеть и даже петь).

12

Карл Вернике (1848–1905) – немецкий психоневропатолог, создатель психиатрической школы, первооткрыватель одноименной афазии, автор множества психиатрических и невропатологических описаний.

13

Стивен Хокинг (1942–2018) – английский физик-теоретик, космолог и астрофизик, писатель, директор по научной работе Центра теоретической космологии Кембриджского университета.

14

Николас Тинберген (1907–1988) – нидерландский этолог и орнитолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1973 г.) совместно с Карлом фон Фришем и Конрадом Лоренцем. Премия дана «за открытия, связанные с созданием и установлением моделей индивидуального и группового поведения животных».

15

Ганс Айзенк (1916–1997) – немецко-британский психолог, один из лидеров биологического направления в психологии, создатель факторной теории личности, автор популярного теста интеллекта.

16

Борис Михайлович Теплов (1896–1965) – советский психолог, основатель школы дифференциальной психологии. Занимался изучением индивидуальных различий, был общепризнанным авторитетом в физиологии высшей нервной деятельности, электрофизиологии, математической статистике.

17

Rusalov V.M. Functional systems and activity-specific approaches to taxonomy of psychological individual differences. Philosophical Transactions of the Royal Society, Biology. – 2018. – Т. 383 (1744).

18

Trofimova I.N. The interlocking between functional аспектах of activities and a neurochemical model of adult temperament. In: Temperaments: Individual Differences, Social and Environmental Influences and Impact on Quality of Life. New York: Nova Science Publishers, Inc. – 2016. – С. 77–147.

19

Ганс Селье (1907–1982) – канадский патолог и эндокринолог австро-венгерского происхождения. Внес большой научный вклад в эндокринологию, патофизиологию, философию, социологию и психологию. Сформулировал концепцию стресса.

20

Кинг С. Пляска смерти. – М.: АСТ, 2018.

21

Алексей Алексеевич Ухтомский (1875–1942) – русский и советский физиолог, академик Академии наук СССР, создатель учения о доминанте (основном законе деятельности нервной системы).

22

Гарри Харлоу (1906–1981) – американский психолог. Известен своими работами, посвященными формированию привязанности. Его исследования сыграли ключевую роль в изменении подходов к уходу за детьми в детских домах, центрах социальной помощи.

23

Конрад Лоренц (1903–1989) – выдающийся австрийский зоолог и зоопсихолог, один из основоположников этологии – науки о поведении животных, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1973 г.) совместно с Карлом фон Фришем и Николасом Тинбергеном.

24

Лео Каннер (1894–1981) – австрийский и американский психиатр, один из основателей детской психиатрии. Известен первым описанием детского аутизма в 1943 г. и последующими работами в этой области. Детский или инфантильный аутизм назван в честь него – «синдромом Каннера».

25

Ганс Аспергер (1906–1980) – австрийский педиатр и психиатр, именем которого назван синдром Аспергера – один из видов аутизма. Синдром Аспергера проявляется в замкнутости человека, неумении распознавать чужие эмоции.

26

Нейромедиаторами, обеспечивающими работу этой системы, являются опиоидные пептиды – энкефалины, эндорфины и некоторые другие.

27

Ридли М. Секс и эволюция человеческой природы. – М.: Эксмо, 2011.

28

Казанцева А. Кто бы мог подумать! Как мозг заставляет нас делать глупости. – М.: Corpus, АСТ, 2017.

29

Янг Л., Александер Б. Химия любви. Любовь, секс и наука влечения. – М.: Синдбад, 2014.

30

Джакомо Риззолатти (1937) – итальянский нейробиолог. Открыл зеркальные нейроны (1992 г., публикация 1996 г.) – уникальные клетки мозга, которые активизируются, когда мы наблюдаем за действиями других людей. Именно они помогают нам понимать эмоции другого человека.

31

Mukamel R., Ekstrom A. D., Kaplan J., Iacoboni M., Fried I. Single-neuron responses in humans during execution and observation of actions. Curr. Biol. 2010 Apr 27; 20(8): 750–6.

32

Франс де Вааль (род. 1948) – американский биолог (приматолог и этолог) нидерландского происхождения. Профессор кафедры психологии Университета Эмори в городе Атланта, США. Директор центра Living Links Center в Национальном центре исследования приматов Йеркса.

33

Де Вааль Ф. Истоки морали. – М.: Альпина нон-фикшн, 2018.

34

Ceravolo M. G., Fabri M., Fattobene L. et al. Card or Smartphone: The Neural Correlates of Payment Methods. Front Neurosci. 2019 Nov 5; 13:1188.

35

Пример обзорной статьи Марко Якобони: Iacoboni M. Imitation, empathy, and mirror neurons. Annu. Rev. Psychol. 2009; 60:653–70.

36

«В.И. Ленин на субботнике в Кремле» В. Иванов.

37

Рамачандран В. Мозг рассказывает. Что делает нас людьми. – М.: Карьера Пресс, 2015.

38

Вилейанур Рамачандран (1951) – доктор медицины, доктор философии, директор Центра мозга и познания, профессор психологии и нейрофизиологии Калифорнийского университета.

39

Лоренц К. Агрессия (так называемое «зло»). – М.: Прогресс; Универс, 1994.

40

Карл фон Фриш (1886–1982) – австрийский этолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1973 г.) совместно с Конрадом Лоренцем и Николасом Тинбергеном «за открытия, связанные с созданием и установлением моделей индивидуального и группового поведения животных».

41

Альфред Адлер (1870–1937) – австрийский психолог, психиатр, создатель системы индивидуальной психологии. Сторонник целостного подхода к изучению человеческой психологии и личности, Адлер подчеркивал социальный характер человеческого поведения.

42

Торлейф Шьелдерупп-Эббе (1894–1976) – норвежский зоолог и сравнительный психолог. Изучал иерархию доминирования у кур и других птиц.

43

Rebecca Von Der Heide, Govinda Vyas, Ingrid R. Olson. The social network-network: size is predicted by brain structure and function in the amygdala and paralimbic regions. Soc Cogn Affect Neurosci. 2014 Dec; 9(12): 1962–1972.

44

Роберт Данбар (род. 1947) – британский антрополог и эволюционный психолог. Ввел число Данбара – количество постоянных социальных связей, которые человек способен комфортно поддерживать.

45

Хосе Дельгадо (1915–2011) – испанский ученый, нейробиолог, нейрофизиолог, член Нью-Йоркской академии наук. Известен исследованиями деятельности головного мозга в норме и патологии. Усовершенствовал метод исследования деятельности нервных центров с помощью вживленных электродов.

46

Павлов И. П. Рефлекс свободы. – СПб.: Северо-Запад, 2011.

47

Уолтер Кеннон (1871–1945) – американский психофизиолог. Является автором терминов: реакция «бей или беги» (1915 г.), стресс (1926 г.) и гомеостаз (1932 г.). У. Кеннон был 27 раз номинирован на Нобелевскую премию по физиологии и медицине (с 1921 по 1941 г.), но так ее и не получил.

48

Сюзана Геркулано-Хузель (род. 1972) – бразильский нейробиолог. Профессор психологии и биологии, руководитель Лаборатории сравнительной анатомии Института биомедицинских наук Федерального университета Рио-де-Жанейро.

49

Михаил Николаевич Ливанов (1907–1986) – советский ученый-физиолог, один из основоположников советской электроэнцефалографии. Академик АН СССР. Исследовал биоэлектрические явления в коре больших полушарий мозга в норме и патологии. Впервые применил методы математического анализа к биоэлектрическим колебаниям коры головного мозга.

50

Мей-Бритт Мозер (род. 1963) и Эдвард Мозер (род. 1962) – норвежские психологи и нейрофизиологи; получили Нобелевскую премию 2014 года за «открытие нейронов, составляющих систему позиционирования в головном мозге».

51

Джон О'Киф (род. 1939) – американо-британский нейрофизиолог. В 2014 году получил Нобелевскую премию совместно с супругами Мозер. В 1970 году открыл в гиппокампе «нейроны места».

52

Йохан Хёйзинга (1872–1945) – нидерландский философ, историк, исследователь культуры, профессор Гронингенского и Лейденского университетов.

53

Хёйзинга Й. Homo Ludens; Статьи по истории культуры / Пер. с гол. Д. В. Сильвестрова. – М.: Прогресс; Традиция, 1997.

54

Михаил Михайлович Бахтин (1895–1975) – русский философ, культуролог, теоретик европейской культуры и искусства. Исследователь языка, создатель новой теории европейского романа, Бахтин развил теорию универсальной народной смеховой культуры.

55

Роберт Плутчик (1927–2006) – американский психолог, создатель адаптационной теории эмоций, основные постулаты которой включены во многие психотерапевтические направления.

56

Джеймс Олдс (1922–1976) – американский нейробиолог, считается одним из основателей современной нейробиологии. Совместно с Питером Милнером в 1954 г. посредством электрической стимуляции головного мозга открыл центр его удовольствия.

Content

Вячеслав Дубынин
Мозг и его потребности. От питания до признания

Предисловие

Глава 1. Общие принципы строения и работы мозга. Классификация потребностей

На что похож наш мозг?

Мозг как химическая конструкция

Нейронные сети

Строение мозга. Макроанатомия мозга

Что такое потребности?

Классификация потребностей

Центры потребностей

Глава 2. Мозг и еда. Пищевое поведение

Пищевые рефлексы

Центр пищевой потребности, центр голода

Что мы едим? Макрокомпоненты питания

Зачем мы едим? Распознавание вкуса пищи

Пища как источник положительных эмоций

Глава 3. Мозг и любопытство

Что такое любопытство?

Типы исследовательского поведения

Ориентировочный рефлекс

Поисковое поведение

Манипуляция с предметами

Развитие речи у человека

Глава 4. Мозг и страх

Как страх и боль заботятся о нашей безопасности

Темпераменты человека

Страх и обучение

Стресс, неопределенность и желание заглянуть в будущее

Управление страхами

Глава 5. Мозг: дети и родители

Детско-родительское поведение

Детское поведение

Глава 6. Мозг: любовь, секс, привязанность

Размножение – это серьезно!

Структуры мозга, отвечающие за половое поведение

Сложности процесса размножения

Положительные эмоции, эрогенные зоны и оргазм

Привязанность и любовь

Стратегии полового поведения: верность и ветреность

Глава 7. Мозг: подражание. Быть похожим на других

Зачем и почему мы подражаем?

Подражание, имитация, синхронизация поведения

Зеркальные нейроны и процесс обучения нейросетей

Подражание движениям

Эмоциональное подражание, сопереживание

Нейроны общей картины мира, «отзеркаливание» мировосприятия

Подражание как важнейший шаг к культуре

Значимость зеркальных нейронов

Глава 8. Мозг и агрессия

Причины агрессии

Мозговые представительства, связанные с агрессивными реакциями

Конфликты, агрессия, стресс и гормоны

Агрессия, обучение, норадреналин

Виды агрессии и запуск механизма агрессии

Медиаторы, связанные с агрессией

Глава 9. Лидеры и подчиненные

Потребность лидировать или стремление подчиняться

Лидерство и подчинение у общественных насекомых

Виды управления в сообществах млекопитающих

Стайное поведение. Управление и подчинение в стае

Мозговые центры, связанные с лидерством и подчинением

Влияние серотонина и МАО на статус особи в стае

Мозг – арена конкуренции многих программ

Глава 10. Гомеостаз и поддержание здоровья

Что такое гомеостаз

Гомеостатические реакции вегетативной нервной системы

Управление вегетативной нервной системой

От чего зависит здоровье и продолжительность жизни

Как мозг управляет дыханием

Основные проблемы настоящего времени – инфаркты и инсульты

Глава 11. Терморегуляция, сон, лень, свобода, удовольствие от движений

Терморегуляция

Нейроэндокринные взаимодействия

Система «сон и бодрствование»

Лень, или Программа экономии сил

Радость движений

Игровое поведение

Груминг, поддержание чистоты тела

«Рефлекс свободы»

Глава 12. Потребности и медиаторы

Синаптические механизмы работы мозга

Эмоции и выбор поведенческих программ

Важнейшие медиаторы, связанные с эмоциями

Вещества, похожие на дофамин

Прочие медиаторы, связанные с положительными эмоциями

Прямое электрическое воздействие

Несколько заключительных слов

Сноски